離線(xiàn)式LED驅動(dòng)電路設計方案

市場(chǎng)現階段已經(jīng)出現上千款LED驅動(dòng)IC。其中我們遇到比較多的是單芯片線(xiàn)路結構(圖1a)。

根據IC的數據表可知，這類(lèi)IC為工作于PWM方式的高效LED驅動(dòng)控制電路，借助于外部電路，能適應從8V到450V 的寬輸入電壓范圍。通過(guò)外部的電阻(或電容)可設定固定頻率控制外部功率MOS管，以恒流的方式可靠地驅動(dòng)LED串。LED的電流可以通過(guò)選擇恰當的限流電阻來(lái)設定。同時(shí)提供線(xiàn)性調光功能，支持低頻可變占空比的數字脈沖(PWM)調光功能。

根據應用場(chǎng)合和按照不同的標準，其驅動(dòng)方案可以分為三種。

按照PWM調節方式，可以分成恒定頻率和恒定關(guān)斷時(shí)間兩類(lèi)(圖1)。

在穩定狀態(tài)下加在電感兩端的電壓乘以導通時(shí)間等于關(guān)斷時(shí)刻電感電壓乘以關(guān)斷時(shí)間：Von*Ton=Voff*Toff，即(Vin-Vo)*Ton=Vo*Toff。

從電感的計算公式可以看出這兩者之間的差異性，圖1a中的電感計算式為L(cháng) = (Vin–Vo) * Ton /ΔI ，圖1b中的電感計算式為L(cháng)=Vo*Toff/ΔI。Io=Ip-ΔI /2。如圖2所示電流波形示意圖，電感確定后，圖2a中輸入電壓Vin變化導致紋波電流ΔI變化，以致輸出電流變化;圖2b中的紋波電流ΔI與輸入電源電壓無(wú)關(guān)。因此在電壓波動(dòng)較大的寬電壓應用環(huán)境下，使用恒定關(guān)斷時(shí)間電路方式。

按照是否隔離，可以分成隔離和非隔離兩類(lèi)。

隔離和非隔離驅動(dòng)方式主要針對市電交流輸入而言。當采用圖3a的非隔離方式時(shí)，建議工作在電流連續模式;當采用圖3b的隔離方式時(shí)，建議變壓器工作在非連續方式(即每個(gè)周期結束時(shí)，變壓器無(wú)剩磁)，這樣可以保證每次開(kāi)關(guān)周期，變壓器原邊傳送給副邊的能量相同(與電源電壓無(wú)關(guān))。

圖3b隔離方式為反激式電路結構，當Q1導通時(shí)，原邊繞組電流增加，副邊繞組無(wú)電流，負載通過(guò)C2續流。當Q1關(guān)斷時(shí)，副邊繞組導通，變壓器存儲的能量通過(guò)副邊繞組釋放為負載。變壓器轉移功率P=1/2*Imax*Imax*L*Fosc。采用這種隔離方式時(shí)，必須注意副邊不在環(huán)路控制中，有可能出現大電流從而損害LED。使用時(shí)必須增加保護電路限流。

按照電源類(lèi)別，可以分成交流和直流兩類(lèi)。

當交流市電作輸入時(shí)，只需要將電源電壓整形濾波后接入直流應用電路。