一種無(wú)電解電容高亮度LED驅動(dòng)電源設計

LED電源的挑戰

LED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(zhù)明顯的優(yōu)勢，其控制電壓低，成本低，可靠性高。雖然LED產(chǎn)品在國內外市場(chǎng)有著(zhù)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(méi)有廣泛的普及，因此LED驅動(dòng)電源不可避免的在各方面存在著(zhù)挑戰：首先，由于LED的正向電壓會(huì )隨著(zhù) 電流和溫度而變化，其“色點(diǎn)”也會(huì )隨著(zhù)電流和溫度而漂移，為了保證LED的正常工作，就要求其驅動(dòng)器無(wú)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調光，通常采用的是脈寬調制調光技術(shù)，典型的PWM頻率是1~3kHz.最后，LED驅動(dòng)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(shí)現。

本文所介紹的方案采用Panasonic松下MIP553內置PFC可調光LED驅動(dòng)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構，輸出穩定的電流用以滿(mǎn)足LED工作的需要。同時(shí)設計保護電路來(lái)保護負載。實(shí)驗結果表明，控制器芯片能穩定工作，并且可以實(shí)現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(shí)現開(kāi)關(guān)電源，輸出恒定的電流和電壓，驅動(dòng)LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。

?

?

主電路部分，在市電之后緊接著(zhù)接了一個(gè)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(guò)二極管的單向導通的特性將電平在零點(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉換為單向的脈動(dòng)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(guò)MIP553和BUCK電路的調節和控制后輸出供LED使用的電壓。

LED電源的具體設計

輸入電路的設計

為了延長(cháng)LED驅動(dòng)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。

?

?

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，能夠減少電磁干擾(EMI)。此裝置也可以鏈接在A(yíng)C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(shí)候迅速切斷電路以保護負載;ZNR1是浪涌吸收器，對于來(lái)自輸入端的靜電和浪涌進(jìn)行吸收，以此來(lái)保護后面的電路。輸入整流裝置，是將交流電轉換成直流電，輸入整流橋的選擇：整流橋二極管的電壓應力為：

?

?

考慮裕量，選用TSC GBL205(VR=600V,IFAN=1A)。

輸出電路的設計

輸出電路由基本的BUCK電路和一個(gè)穩壓二極管DD1組成。如圖3所示。

?