大功率LED恒流驅動(dòng)電源設計
加入技術(shù)交流群
電源實(shí)現恒流控制的核心是PWM控制芯片082532。電阻R1和R2給芯片提供啟動(dòng)電流。為了提高效率，該電源有一個(gè)輔助繞組給芯片供電，輔助繞組的輸出經(jīng)過(guò)整流二極管D5和濾波電容C4之后形成大約20 V的電壓給芯片供電。同時(shí)，這個(gè)繞組還起到另外一個(gè)關(guān)鍵的作用——電壓采樣，輸出電壓經(jīng)過(guò)R9和R10分壓之后反饋到芯片的4號引腳。為了使芯片能夠穩定的穩壓，在芯片的5號引腳和地之間串聯(lián)一個(gè)電容C8作為環(huán)路補償。芯片的2號端口是脈沖的輸出端，輸出端與場(chǎng)效應管Q1的柵極連接以控制開(kāi)關(guān)管的導通與截止。輸入電壓經(jīng)過(guò)變壓器變壓之后，經(jīng)過(guò)超快速恢復二極管D6整流之后由電解電容C5濾波再輸出。在二極管D6上，并上電阻R11和電容C7，是由于二極管在電路工作時(shí)處在高頻的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，加上這部分電路可以避免二極管產(chǎn)生振蕩。
該電源電路涉及的主要分電路的設計分述如下：
1．1 反激式開(kāi)關(guān)電源
隔離反激式電源的拓撲結構典型電路如圖2所示，當開(kāi)關(guān)管VT1導通時(shí)，高頻變壓器T一次繞組的感應電壓為上正下負，由于變壓器的初級繞組和次級繞組的同名端相反，所以此時(shí)次級繞組的整流二極管VD1處于截止狀態(tài)，初級繞組儲存能量；當開(kāi)關(guān)管VT1截止時(shí)，變壓器初級繞組儲存的能量通過(guò)次級繞組和VD1整流和電容C1濾波后向負載輸出。因此，變壓器在這個(gè)電路中有兩個(gè)作用：當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，變壓器儲存能量；開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，變壓器通過(guò)磁芯將能量傳遞給次級繞組，供給負載。這種拓撲結構的輸出功率一般在100 W以?xún)?，且有較好的電壓調整率，如果需要精密控制輸出電流，可以在輸出回路串聯(lián)采樣電阻通過(guò)光耦反饋實(shí)現初級繞組和次級繞組的隔離。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/167343.htm
1．2 開(kāi)關(guān)變壓器的選擇與設計
變壓器的設計是開(kāi)關(guān)電源設計的核心，反激式的開(kāi)關(guān)變壓器在電路中起到兩個(gè)作用：儲能電感，當開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，初級繞組開(kāi)始儲存能量；當開(kāi)關(guān)管截止時(shí)，初級繞組儲存的能量通過(guò)磁芯傳遞給次級繞組。因此，該設計對于電感主要考慮兩個(gè)方面：一是初級繞組的電感量，這決定了電源的輸出功率，可通過(guò)改變繞組的線(xiàn)圈匝數改變電感量；二是各繞組之間的匝數比。在計算這兩個(gè)參數的同時(shí)，也涉及到電源的輸入功率、輸出功率、效率和開(kāi)關(guān)頻率等問(wèn)題。該設計的最大占空比為45％。效率預計為85％，輸出功率為40×0．35=14 W，開(kāi)關(guān)頻率為60 kHz，經(jīng)過(guò)理論計算并考慮裕量，本設計初級繞組的電感取1．5 mH。根據測試，變壓器的磁芯系數為：88．7 μH，所以有初級繞組的匝數為130匝。
該設計采用的是基于最大占空比的設計方法來(lái)確定變壓器匝數比，經(jīng)過(guò)理論計算當電源加到負載的電壓40 V時(shí)，再考慮輸出二極管的壓降0．6 V，則變壓器的匝數比為0．45，這里計算出來(lái)的結果是匝數比N的最小值。根據電感量的要求，初級繞組已經(jīng)確定為130匝，則次級繞組的匝數為58．5匝。為了方便繞制，可將匝數取為60匝，匝數比N為0．46，對于反激式開(kāi)關(guān)電源，最大占空比小于50％時(shí)，系統是固有穩定的，不用增加補償電路。
1．3 功率因數校正電路
由于LED驅動(dòng)電路中采用電感和電容等元件，引起相位漂移，所以功率因數比較低，一般不會(huì )超過(guò)0．6。提高功率因數不僅可以減少線(xiàn)路的損耗，還能減少電源產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的污染，提高供電的質(zhì)量。該設計采用的“填谷電路”(又稱(chēng)平衡半橋補償電路)就是無(wú)源校正電路中典型的一種，電路原理如圖3所示。
該電路中的電容C1和C2采用10μF／400V的電解電容，兩電容參數相同，通過(guò)電容的充放電作用，能夠增加導通角，在正半周期可以將導通角擴展到30°～150°，在負半周期可拓展到210°～330°。因此通過(guò)該電路可以將功率因數從0．6提高到0．85～0．9。
評論