LED照明用恒流電源的實(shí)現

選用小功率功率因數校正芯片MC33260，它工作在電流臨界模式。MC33260應用簡(jiǎn)單可靠。通過(guò)電流檢測和電壓反饋，通過(guò)PI調節來(lái)保持電壓恒定。通過(guò)對開(kāi)關(guān)管的PWM控制來(lái)得到所需要電壓?？?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/實(shí)現">實(shí)現0.998的功率因數校正和輸出穩定直流電壓的功能。

圖4 功率因數校正模塊

5 自動(dòng)調光電路設計，開(kāi)機沖擊電路與EMI抑制電路設計

自動(dòng)調壓電路采用光敏電阻作為感光元件，利用比較強將光的強弱轉換為高低電平信號，使用單片機內置的ADC將這個(gè)電壓信號采回單片機，當光照強度較高時(shí)，單片機控制切換為恒流模式，設置的負載電流值為100mA，使LED的亮度隨光照強度的增大而減少。

開(kāi)機沖擊電路采用熱敏電阻串聯(lián)在電源輸入端，溫度較低時(shí)電阻很大，隨著(zhù)電阻發(fā)熱溫度升高，電阻逐漸變小，達到抑制開(kāi)關(guān)沖擊電流過(guò)大的目的。

EMI抑制電路是利用電感和電容的特性，使平率為50Hz左右的交流電可以順利通過(guò)濾波器，但高于50Hz以上的高頻干擾雜波被濾波器濾除，這就使開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生的高頻諧波被濾掉而不會(huì )污染電網(wǎng)。

圖5 開(kāi)機沖擊電流和EMI抑制模塊

三、理論分析與計算

1 恒流控制方法和參數計算

將一個(gè)電阻值較小的采樣電阻串聯(lián)在LED負載與低之間，設流過(guò)LED的電流為I，則采樣電阻兩端的電壓：

其中R0為采樣電阻的電阻值，取R0=Ω。一級跟隨之后電壓不變，后為一級同相放大電路，放大倍數為：

后為一級跟隨，電壓不變，因此返回PWM控制芯片的電壓為：

單片機通過(guò)DAC給PWM控制芯片一個(gè)參考的基準電壓UREF，經(jīng)過(guò)PWM控制芯片的調節占空比來(lái)調節副邊繞組的電壓進(jìn)而實(shí)現調節負載電流。經(jīng)過(guò)閉環(huán)負反饋的調節作用，使U0=UREF，此時(shí)流過(guò)負載的電流值為：

只要時(shí)單片機DAC模塊的輸出電壓根據上面的式子調整，就會(huì )使負載工作在某一個(gè)需要的恒定電流值上。

2 隔離變壓器的設計計算

功率因數校正電路輸出的電壓為55V，要求負載為10只串聯(lián)的LED燈，實(shí)測正常工作時(shí)的電壓為34V左右，可得變壓器的變比約為：

由于PWM控制芯片輸出占空比范圍為0%~50%，因此實(shí)際取原邊45匝，副邊56匝，變比為1.24。

3 提高效率的方法

選擇合適的主回路拓撲，使用盡可能少的元器件，降低開(kāi)關(guān)頻率;主電路選擇導通損耗小的開(kāi)關(guān)器件;測量及控制電路在設計時(shí)盡可能使用工作電壓低的元器件;控制電路盡可能使用數字方法實(shí)現等都可以有效地提高系統的效率。

4 濾波參數計算

反激式電壓變換器需要輸出的為直流量，因此盡量應濾掉所有諧波，使用 LC 無(wú)源低通濾波電路即可滿(mǎn)足要求，反激式變換器的開(kāi)關(guān)頻率為32kHz，設計濾波器的截止頻率應低于32KHz，即：

由于該系統為恒流系統，應取較大的L 值，并適當減小C 的值，據此設定L、C 值。選用470μF 的電解電容，根據計算得出電感值約為0.78mH，采用自制的工字型濾波電感。

四、測試方案與測試結果

1 測試儀器與設備

(1)工頻變壓器

(2)四位半數字萬(wàn)用表DT9203

(3)安捷倫示波器DSO5012A