一種無電解電容高亮度LED驅(qū)動電源設(shè)計
LED電源的挑戰(zhàn)
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/246212.htmLED作為新型的電光源,在制作大型發(fā)光立體字和發(fā)光標識中有著明顯的優(yōu)勢,其控制電壓低,成本低,可靠性高。雖然LED產(chǎn)品在國內(nèi)外市場有著愈演愈烈的 發(fā)展趨勢,但是LED照明畢竟是新興的產(chǎn)業(yè),目前還沒有廣泛的普及,因此LED驅(qū)動電源不可避免的在各方面存在著挑戰(zhàn):首先,由于LED的正向電壓會隨著 電流和溫度而變化,其“色點”也會隨著電流和溫度而漂移,為了保證LED的正常工作,就要求其驅(qū)動器無論在輸入條件和正向電壓如何變化的情況下都要限制電 流。其次,如果需要LED調(diào)光,通常采用的是脈寬調(diào)制調(diào)光技術(shù),典型的PWM頻率是1~3kHz.最后,LED驅(qū)動電路的功率處理能力必須充足,且功能強 固,可以承受多種故障條件,易于實現(xiàn)。
本文所介紹的方案采用Panasonic松下MIP553內(nèi)置PFC可調(diào)光LED驅(qū)動電路的芯片,與外部非隔離底邊斬波電路合成作為基本的電路結(jié)構(gòu),輸出穩(wěn)定的電流用以滿足LED工作的需要。同時設(shè)計保護電路來保護負載。實驗結(jié)果表明,控制器芯片能穩(wěn)定工作,并且可以實現(xiàn)27V的恒壓輸出和350mA的恒流輸出。
LED電源的基本工作原理
采用BUCK變換器、IPD控制實現(xiàn)開關(guān)電源,輸出恒定的電流和電壓,驅(qū)動LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。
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主電路部分,在市電之后緊接著接了一個濾波器,它的作用是濾除電源中的高次諧波以及電源中的浪涌,使得控制電路受電源的干擾小。輸入整流部分采用一體式的整流橋,通過二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫㈦娖皆诹泓c上下浮動的交流電轉(zhuǎn)換為單向的脈動的直流電,再在濾波電容和電感的作用下,輸出直流電壓。經(jīng)過MIP553和BUCK電路的調(diào)節(jié)和控制后輸出供LED使用的電壓。
LED電源的具體設(shè)計
輸入電路的設(shè)計
為了延長LED驅(qū)動電源的使用壽命,使之與LED相匹配,必須要去除電路中的電解電容。
電路的設(shè)計指標為:輸入交流電壓Vm:198-264VAC/50Hz;輸出電壓Vo:27VDC;輸出電流Io:0.35A.
輸入電路包括噪聲濾波裝置、安全保險裝置以及輸入整流裝置,如圖2所示。
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噪聲濾波裝置主要由電容C1/C2/C3和電感L1組成,其作用是在小于1MHz的頻段內(nèi),能夠減少電磁干擾(EMI)。此裝置也可以鏈接在AC交流之后,整流裝置之前,其濾波效果是一樣的。安全保險裝置由保險絲和ZNR1組成,保險絲主要防止有危害電路的尖峰電流產(chǎn)生的時候迅速切斷電路以保護負載;ZNR1是浪涌吸收器,對于來自輸入端的靜電和浪涌進行吸收,以此來保護后面的電路。輸入整流裝置,是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電,輸入整流橋的選擇:整流橋二極管的電壓應(yīng)力為:
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考慮裕量,選用TSC GBL205(VR=600V,IFAN=1A)。
輸出電路的設(shè)計
輸出電路由基本的BUCK電路和一個穩(wěn)壓二極管DD1組成。如圖3所示。
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