LED驱动电子电路设计图集锦TOP11 —电路图天天读

2020-09-20 02:55字体:
  

  本文着重先容半导体采用区别拓扑布局、用于低压便携装备背光或指示器运用的种种白光或RGB驱动器,并特意先容了用于央求大电流才华的便携装备闪光运用的驱动器,以及集成了众种效力的照明处理集成电途和针对扣式电池优化了的

  白光LED平凡用于小型液晶显示器(LCD)面板及键盘背光以及指示器运用。高亮度LED则用于手机和数码相机的闪光光源。这些运用必要优化的驱动器管理计划,可能延迟电池利用工夫、减小印制电途板(PCB)面积及高度。正在这些运用规模,常睹的LED驱动器计划涉及线性、电感型或电荷泵型区别拓扑布局,各有其特色。比方,电感型计划总能效最佳;电荷泵计划因为利用低高度陶瓷电容,占用的电途板面积和高度极小; 线性计划异常适合颜色指示器以及容易的背光运用。悉数这三品种型拓扑布局的LED驱动器计划(参睹图1),餍足用户区别的运用需求。

  正在电荷泵型计划方面,半导体供给赞成区别调光类型的产物,如单模、双模、三模或四模电荷泵计划等,如CAT3200、 NCP5602、NCP5612、NCP5623、CAT3606、CAT3616、CAT3626、CAT3603、CAT3604、CAT3614、 NCP5603等。以NCP5623为例,这是一款采用 2.0 mm2.0 mm0.55 mm LLGA-12无铅封装的高能效LED驱动器,带有I2C接口,内置渐进调光效力,格外打算用于驱入手机等便携产物中的RGB LED化妆光和巩固型LCD背光。NCP5623杀青94%峰值能效和低于1微安的待机电流,将便携装备电池事业工夫延至最长。对外率运用而言,该器件除了具备极小型IC封装的上风除外,兼具仅需4个无源元件就能事业的特色。该器件还具备短途和过压保卫效力,正在LED失效时保卫体系。

  正在线性背光驱动器计划方面,安森美半导体供给2到 4个通道的众款单模LED驱动器,如CAT4002A、CAT4002B、 CAT4003B、CAT4004A和CAT4004B等。这些背光驱动器供给32级调光担任,供给25 mA的固定或可调治输出电流和低于1 A的极低闭塞电流,并且没有开合电源噪声题目。这些单模LED驱动器一般行动体系级形式的一局部,用于打算集成低电压LED和容易LED驱动器的背光电途。这些驱动器电途容易,助助延迟电池利用工夫、消浸本钱(如节约外部电容)及消浸噪声,为初学级便携产物及低本钱手机商场供给一种容易的计划。

  值得一提的是,正在相机闪光运用中,除了能够利用NCP5005和CAT4134如许的电感升压型驱动器,还能够利用NCP5680和 CAT3224如许的电荷泵型驱动器,从而赞成高百万像素相机闪光,以及替换氙气闪光,配合纤薄打算。此中,NCP5680和CAT3224均是基于超等电容的LED驱动器,分辩可供给10 A和4 A的大闪光电流。

  本质上,方今的500万像素或更高差别率的相机为了正在弱光下拍得高差别率的照片,必要高亮度的闪光。当今的白光LED可能供给这个品级的光能,但必要比相机电池能供给的能量突出近400%。以安森美半导体的NCP5680为例,这器件配合电池处理一颗超等电容来驱动LED闪光至充足亮度,供给达10 A的大峰值电流。NCP5680中的集成驱动器还处理超等电容,统治其它峰值功率效力,如变焦、自愿对焦、音频、视频、无线传输、GPS数据读取及射频 (RF)放大,延迟电池利用工夫而不放弃纤薄型打算。NCP5680集成了超等电容充电、浪涌电流处理和LED电流担任所需的一共电途,节约打算职员的开采工夫、电途板空间及元器件本钱。

  图3:业界首款单芯片4 A超等电容LED驱动器CAT3224运用电途图。

  CAT3224则是业界首款4 A单芯片超等电容LED驱动器(睹图3),集成了双模1x/2x电荷泵,供给三项枢纽效力:精细的超等电容充电担任、电放逐电至LED闪光的处理,以及为 LED手电筒形式供给恒流。这三种形式的事业电流能以3颗外部电阻作简捷编程,能招揽达4 A的LED闪光脉冲电流。超等电容技巧的岑岭值电流上风,连结CAT3224容易的并行逻辑接口,使这器件成为采用LED替换氙气灯的运用的极佳选取。

  正在低压便携装备运用方面,除了上述LED驱动器,安森美半导体还供给其它少许簇新的产物,如NCP5890和CAT3661。此中,NCP5890是一款奇特的照明处理集成电途(LMIC),以3 mm x 3 mm x 0.5 mm的极小型封装中集成了液晶显示器(LCD)背光、化妆光担任和处境光感测效力。

  家喻户晓,当今的便携电子产物很时兴较大的LCD屏幕和LED照明效益。为了餍足悉数这些照明央求,硬件打算职员一般必要采用数个LED驱动器。因为电途板空间有限,要杀青更前辈的照明效益,一般必要大方的软件编程和微担任器(MCU)资源。安森美半导体供给NCP5890如许的更容易单芯片硅管理计划,具有众种以指令担任杀青的照明效益,助助硬件打算工程师餍足他们特定的照明和电源打算标的。这款照明处理IC具有30 V输出电压才华,驱动串联LED,杀青对LCD屏幕的平衡背光。其余,这器件担任三组白光 LED或RGB LED,正在键盘或底盘上营制出化妆光图案,与背光变成奇特的组合。这驱动器还凭据处境光的亮度来调治背光电流,从而延迟电池利用工夫。NCP5890是紧凑型智内行机等运用的专用管理计划。

  方今,越来越众的革新型便携装备采用扣式电池(coin cell)供电,如医疗运用中的血糖仪、数字体温计、血氧计、呼吸说明仪和心理监测仪等。因为这种电池的奇特性格以及必要长事业寿命,这些紧凑型运用必要定制的LED驱动器,不只要处理背光,还要监测电池电量。正在这类运用中,能够采用安森美半导体布置于2010年下半年推出的CAT3661 2至2.5 V单LED驱动器。这器件同样采用安森美半导体专利的四模(Quad Mode)电荷泵架构,能效高达92%,静态电流低至约150 A,供给可调治的低电池电量检测效力,以及强固的LED打击监测、软启动和短途节制等保卫效力,采用低高度的3 x 3 mm TQFN-16封装,异常适合这些便携装备运用。

  目前,险些商场上悉数LED日光灯的电源都是采用内置式。所谓内置式即是指电源能够放正在灯管内里。这种内置式的最大益处即是能够做成直接更换现有的荧光灯管,而无需对原有电途作任何改动。以是内置式电源的形式一般都是做发展条形,以便塞进半圆形的灯管中去。分隔式是指正在输入端和输出端有分隔变压器分隔,这种变压器大概是工频也大概是高频的。但都能把输入和输出分隔起来。能够避免触电的紧张。也容易通过CE或UL认证。

  采用内置式电源的最大益处即是能够直接更换现有荧光灯而不必要对原有的接线做任何变更。那么内置式的这种益处是不是也付出必定的价值呢?真实如斯,并且这个价值还不小。这要从大凡荧光灯的镇流器布局说起:咱们领略,最大凡的荧光灯的起辉是采用一个串联的铁芯电感和一个并联的起辉器(图 3a)。关于这种电途正在用LED日光灯直接更换时,只消拔掉起辉器就能够了。可是因为铁芯电感依旧串联正在电途中,以是它依旧带来快要 6.4W(Philip)到10W(邦产)的损耗,结果因为这局部的特地损耗就大大消浸了LED的节电效果。比方,从来一个20W的LED日光灯能够庖代一个36W的荧光灯,以内置非分隔式的20W LED日光灯为例,实测结果如下。

  也即是说,直接换的结果是恶果大大消浸,关于邦产电感镇流器,恶果惟有56.2%。只比大凡荧光灯节电6.8W。这使得LED日光灯的节电出力大打扣头,致使合同能源处理(EMC)难以实践。

  这种半圆柱的轮廓积为:2R*h/2=R*h。关于T8灯管来说,它的直径为26mm,以是半径为13mm。1.2米的T8灯管,其轮廓积为:*1.3+120=490cm2,咱们领略LED散热器的轮廓积一般央求60cm2/W。,以是这种半铝管只可散8W旁边的热量。而T8型 LED日光灯一般输入功率为20W,假定LED的发光恶果惟有20%,那么有16W的输入电功率都形成热量。而现正在只可散去8W的热量,而另有8W的热量无法散去,其结果即是使得LED的结温升高,寿命缩短。

  不只如斯,因为电源内置,电源的热量也就列入到管内,假定电源的恶果为88%,以是就有2.4W的热量也要散去,相当于又要加添30%的热量,也即是说一共有10.4W的功率无法发放出去。使得LED的散热又加添的一份繁难,或者说,使得LED的利用寿命也特别缩短。并且,电源的长度大约为灯管长度的五分之一,电源所发的热也召集正在这一段内里,使得靠拢电源的这些LED受到更热的烘烤,因此寿命也比其他地方的LED更短,灯管正在损坏时,靠拢电源的一段先黑掉。能够以为,内置电源的LED日光灯的寿命不会高于10,000小时。并且把电源放到管子内里,电源自己还要接受由LED发生的很高的处境温度,这就大大消浸了电源里的电解电容的寿命,也就消浸了整体灯具的寿命。

  由于内置电源的LED日光灯寿命惟有10,000小时,和外置电源的50,000小时比拟,其利用本钱昭着高了5倍。不只如斯,正在利用进程中,不管是 LED损坏了,照样电源损坏了,一般两个都要一同丢掉。而外置式电源的LED日光灯,则能够坏了哪个丢哪个。其余,内置电源式也加添了电子垃圾的接管统治的本钱。由于必需把电源局部拆出来再分辩统治。外置式电源,不只恶果高、寿命长,并且还能够加添手动调光或自愿调光平分外效力,这些都是内置式所无法相比的!能够以为,内置式的纰谬和题目是很重要的,缺憾的是,有些人只是计划它正在置备时大概低贱10%,而不顾其利用本钱高5倍以上。真可谓是为小失大,得不偿失!

  本文就对LED照明电源当中次级恒流的少许常睹格式举行了总结。LED驱动电源将直接肯定LED灯的牢靠性与寿命,行动电源工程师,咱们领略LED的性格必要恒流驱动,才智保障其亮度的匀称,长久牢靠的发光。起首咱们先来讲讲对比时兴的TL431的几种恒流形式。

  如上图,即是诈骗单个TL431恒流的示妄图。这种电途的道理异常容易,合键诈骗了431的2.495V的基准来做恒流,而且同样节制了LED上面的压降,但益处与纰谬同样鲜明。

  益处:电途容易,元器件少,本钱低,由于TL431的基准电压精度高,R12,T13只消采高精度电阻,恒流精度对比高。

  纰谬:因为TL431是2.5V基准,故恒流取样电途的损耗极大,不适合做输出电流过大的电源。而此电途的致命缺陷是不行空载,故不适合做外置式的LED电源,以是下面咱们对线途的少许缺陷举行了改善。

  道理:此电途同样是诈骗了TL431的2.495V的基准来做恒流,跟上面的电途区别点正在于删除了电流取样电途的电压,只消合计打算R12,R13,R14的值,能够节制LED上面的压降。

  益处:电途容易,元器件少,本钱低,跟上面电途比拟,明显消浸了取样电阻的功耗,恒流精度很高,制胜了上面的电途不行空载的致命缺陷,当有个人LED击穿时,能够自愿调剂输出电压。

  纰谬:当输出空载时,输出电压会有上升,上升幅度由电流取样电途电阻与R12,R13的比值肯定。

  原来这个电途的真正纰谬是:当单个LED的压降相同性不高时,恒流点也会相应发作蜕变。好比最常睹的12串的LED灯,最低压降为35.5V旁边,最高回到37.4V旁边(部分的阅历,当然区别厂家的处境会不相通),那么恒流精度就会相差到5%-8%。

  从图中咱们能够看到,左边ZENER可透过Photo节制达恒压效益,但不是保卫Shutdown而是平昔卡着右边ZENER。很难灌350mA到Currentsensor。这个电途另有个最大特色是:正在某个畛域内能够切确的恒压恒流。

  此图道理是通过变更三极管的IB电流来担任LED中的电流,同样存正在损耗大的纰谬。

  此电途的益处是电途相比较较容易,恒流精度极高,不受温度影响,本钱较低,是目前大局部厂家利用的经典电途,你把它作为一个反向比例运算放大器就明晰妙处了。原来LED电源的次级恒流的蜕变是对比众的,正在这里为专家陈列的电途也许并不全部,只是挑选了少许对比经典的电途来举行说明。

  LED灯具有高效、牢靠、低耗能等特色,有着异常平凡的用处,常用来做照明、显示、信号灯等等。 但因为LED利用处境的庞大性,更加是当LED是用正在户外时,其驱动电途异常容易遭遇到过电压和过电流的攻击而酿成打击或损坏,激励不须要的资产吃亏以至是职员伤亡,是以正在打算LED驱动电途时必须要充足思索并做好保卫方法,从而升高电途的牢靠性,消浸打击发作率, 下面就LED驱动电途的防护举行容易的切磋。

  LED驱动电途寻常由几个局部组成, 网罗AC输入、整流,、DC/DC转换、等模块, 凭据各个模块电压和电流及大概遭遇到的浪涌处境的区别必要分裂来做有针对的防护。

  正在互换电源AC输入端浪涌保卫计划,能够采用压敏电阻(MOV) 或加气体放电管(GDT/SPG)组合来举行打算。正在有接地的处境下,能够采用如图1差共模同时防护的理念,正在L-N之间并联压敏电阻(MOV),能够有用地强迫差模所发生的浪涌过电压,起到对后级电途保卫,正在L/N-PE之间分辩采用MOV 或MOV+GDT/SPG对地的电途连结形式能够有用的将共模浪涌能量泄放到大地, 防备浪涌引入到后级电途而酿成损坏;若是正在电源没有接地线则正在L-N线间可直接并联压敏电阻举行差模防护即可。为了避勉MOV保卫元件正在防护失效之后,涌现短途失效着火燃烧的大概性,能够利用TMOV或PMOV举行保卫。针对上面 MOV互换耐受电压选取起码要高于线倍,以避勉误手脚,正在有同时利用放电管GDT/SPG时,放电管击穿电压的下限值必需起码高于电途的最大峰值电压,耐受电流必需凭据自己浪涌品级的需求选取区别电流品级,以契合于浪涌测试准则的央求。

  正在有互换原委整流后,后端直流电途中的芯片对过压和过流异常敏锐,芯片易受损坏,如图3所示,经整流之后并联瞬态强迫二极管TVS, 正在有过压发生时,TVS会以皮秒级的反响速率手脚而把过高电压钳制正在一个太平的畛域内,从而保卫后端芯片免受过压的攻击。分外电流能够通过正在电途中打算自收复保障丝PPTC举行防护,PPTC正在过流发生时阻抗能火速的变大,从而有用地阻断分外电流,直至打击清除PPTC就可一直收复低阻状况,使电途能一直收复到平常事业状况。TVS选用时截止电压寻常为平常事业电压峰值的1.2~1.4倍即可,TVS功率巨细要凭据过压的能量选取适宜的品级。PPTC选取要连结电途事业电流及电压举行参考以及处境温度也是影响PPTC选取一个首要枢纽目标,PPTC的维持电流会跟着运用处境温度的升高而消浸。PPTC正在电途中的地方寻常串联正在TVS前端,如许PPTC不只能够对电途芯片有用的起到保卫影响同时又能够对TVS管起到必定保卫影响,能够大大的升高TVS管的利用寿命。

  LED发光的亮度是由通过LED的电流巨细来担任, 不宁静的电流又极易烧坏LED,如图4正在DC/DC模块后能够正在电途中串联恒流二极管来得到宁静的电流,,如许不只能够使LED得到宁静的亮度,,又不至于因电流的不宁静而烧坏LED。低功率的LED灯事业电流寻常为10mA到30mA,大功率的LED灯事业电流从200mA到1400mA不等,能够凭据所必要的事业电流选取型号适宜的恒流二极管。因为LED灯也易遭遇到静电放电过压的作梗受损, 是以DC/DC电途后端的LED灯也必要做必定的有用过压防护,寻常采用TVS管就能够。

  当众个的LED灯通过串联的形式举行连结时, 如图5所示,一朝涌现LED灯涌现失效开途打击,整体LED灯都市由于此打击而影响到其它LED灯平常事业,为解析决这个题目, 能够针对每个LED灯上并联一个防开途的LED保卫器件Tx,如许就可充足的升高每个LED的利用恶果,当单个LED涌现失效开途打击时, 与之并联的LED开途保卫器件Tx会即刻导通, 使之可接连的保卫处于通态,从而保障了电途中其它串联的LED不因单颗LED的开途打击而熄灭,但此防护方法本钱相比较较高。

  综上所述, LED驱动电途寻常由AC输入、整流,、DC/DC转换、等模块构成,从而一个LED驱动电途大致具体的防护计划能够参考如图6所示:

  正在本质运用中,浪涌保卫元件型号的选取与电途的事业电压电流,电途要做的雷击浪涌测试品级准则,事业处境, 芯片的参数等诸众要素有着亲切的相干, 是以正在思索和打算LED驱动电途防护时,必须要举行归纳的考量说明,才智有针对性的打算出对比合理的防护计划。

  如下图所示为数码显示日历时钟电途。它能同时显示月、日、时、分、秒和礼拜,月、日、礼拜自愿转换,每天可定闹2次,有59min以内的睡眠守时效力。该日历时钟走时精确,调校利便,夜间看时明白,创制容易。

  该电途的焦点IC1是一片PMOS大周围集成电途LM8364。4脚为12/24小时制选取端,高电平为24小时制。6脚悬空时应从7脚输入60Hz时基信号,接高电寻常应从7脚输入50Hz时基信号。5、8、9、10、11、12、14、16、18脚分辩接高电寻常,可杀青其相应的效力。当闹或睡眠守时信号到来时,17脚、42脚或15脚输出的是可接连59min的高电平信号,担任VT4,再由VT4担任蜂鸣器。当然VT4也可担任其他电途(如继电器,收音机)。2、3、20~41脚可直接驱动LED数码管作显示。这些引脚除了能输出“时分”信号外,还能输出“月日”和“秒”信号,这些引脚是公用的。把 5脚和10脚同时接高电平,将正在“时分”输出端输出电途“月日”;把10脚接高电平5脚接低电平,将正在“分”输出端输出“秒”,图中的IC2是一片 COMS十进制计数/分拨器集成电途CD4017,即是为IC1的5脚、10脚应时供给高电平的,如许IC1就敏捷一再地输出月日、时分、秒信号。IC2 还担任着VTl~VT3,使数码管显示某一实质时其他实质不显示。因为人眼的视觉暂留征象,将查看不到数码管的闪灼,看到的是月日时分秒同时显示。IC2 还起到调校选取的影响。按下AN1,显示实质将被锁定(随机性的),显示实质即是现时可调校的实质。一再按下AN1,可选取必要调校的实质。IC3是一片 CMOS14位二进制串行计数分频和振荡集成电途CD4060,以它为焦点组成时基信号发作电途,分辩给IC1和IC2供给60Hz和240Hz的时基信号。该电途肯定时钟走时精度,可微调C2,使日偏差正在0.3s之内。若要进一步升高走时精度,应宁静IC3的事业电压;或采用其他50Hz或60Hz时基信号发作电途,利用谐振频率更高的晶振。

  以IC4的CD4017为焦点组成礼拜显示电途。IC4的时基信号(天)由IC1的42脚(闹 2)供给,它的复位端(15端)接第7个输出端(6脚),如许当IC1的42脚输出高电寻常,IC4的输出端3、2、4、7、10、1、5脚顺次变为高电平,直接驱动发光二极管显示礼拜。正在该电途中,礼拜天的显示没有效3脚的高电平,而是由电源经电阻R3限流后供给电流,如许显露礼拜天的LED就平昔亮着,供给参照物,使夜晚看礼拜更利便精确。因为IC1的闹2工夫往往不设备正在零点,以是礼拜的转换大概会滞后几小时,但对利用没有大的影响。若每天需定闹 2次,须将闹2设备正在闹1之前;若每天只需定闹1次,那么正好把闹2设备正在零点,断开R10,用闹2来根供精确的显示礼拜用时基信号,只用闹1来杀青定闹效力。

  当互换供电停滞时,由电池一直给IC1、IC3、IC4供电,守时、计时效力维持,但IC2结束事业,VT1、VT2、VT3截止,LED显示局部不亮,如许能够延迟电池供电工夫。正在用互换供电时,可通过R1给电池充电。

  集成电途IC1选取LM8364,IC2选取CD4017B,IC3选取CD4060B,IC4选取CD4017B。三极管要选用NPN型的,放大倍数大些为好。显示用的10个LED数码管和9个发光二极管应选用高亮或超高亮度型的,数码管选用共阴极型的。颜色及尺寸巨细可凭据自已的酷爱选用。比方:显示日期用绿色0.8英寸数码管,显示工夫用0.8英寸赤色数码管,显示秒用0.56英寸赤色数码管,发光二极管中央一个选用赤色,环形6个选用绿色,两个选用黄色二极管。电池可选用3.6V60mAh的镍镉电池。蜂鸣器应选用7.5V或9V小型的。8个按钮可直接选用电视选台用的8位自锁开合 (须去掉弹簧,使之遗失自锁效力)。变压器应选用功率3W次级互换电压是9V的。

  图 1显示了三种根本的电源拓扑示例。正在图1中,降压稳压器会通过变更MOSFET的开启工夫来担任电流进入LED。电流感想可通过丈量电阻器两头的电压得到,此中该电阻器应与LED串联。对该格式来说,首要的打算困难是怎么驱动 MOSFET。从性价比的角度来说,引荐利用必要浮动栅极驱动的N通道场效应晶体管(FET)。这必要一个驱动变压器或浮动驱动电途(其可用于保卫内部电压高于输入电压)。

  图1还显示了备选的降压稳压器。正在此电途中,MOSFET对接地举行驱动,从而大大消浸了驱动电途央求。该电途可选取通过监测FET电流或与LED串联的电流感想电阻来感想LED电流。后者必要一个电平移位电途来得到电源接地的讯息,但这会使容易的打算庞大化。别的,图1中还显示了一个升压转换器,该转换器可正在输出电压老是大于输入电压时利用。因为MOSFET对接地举行驱动而且电流感想电阻也采用接地参考,是以此类拓扑打算起来就很容易。该电途的一个亏空之处是正在短途时候,通过电感器的电流会毫无节制。您能够通过保障丝或电子断途器的格式来加添打击保卫。其余,某些更为庞大的拓扑也可供给此类保卫。

  图 2显示了两款降压-升压型电途,该电途可正在输入电压和输出电压比拟时高时低时利用。两者具有雷同的折衷性格(此中折衷可正在相合电流感想电阻和栅极驱动地方的两个降压型拓扑中呈现)。图2中的降压-升压型拓扑显示了一个接地参考的栅极驱动。它必要一个电平移位的电流感想信号,可是该反向降压-升压型电途具有一个接地参考的电流感想和电平移位的栅极驱动。若是担任IC与负输出相合,而且电流感想电阻和LED可相易,那么该反向降压-升压型电途就能以异常有效的形式举行修设。适合的担任IC,就能直接丈量输出电流,而且MOSFET也可被直接驱动

  该降压-升压格式的一个缺陷是电流相当高。比方,当输入和输出电压雷同时,电感和电源开合电流则为输出电流的两倍。这会对恶果和功耗发生负面的影响。正在很众处境下,图3中的“降压或升压型”拓扑将和缓这些题目。正在该电途中,降压功率级之后是一个升压。若是输入电压高于输出电压,则正在升压级恰好通电时,降压级会举行电压调治。若是输入电压小于输出电压,则升压级会举行调治而降压级则通电。一般要为升压和降压操作预留少许重叠,是以从一个模子转到另一模子时就不存正在静带。

  当输入和输出电压险些相称时,该电途的好处是开合和电感器电流也近乎等同于输出电流。电感纹波电流也趋势于变小。纵然该电途中有四个电源开合,一般恶果也会获得明显的升高,正在电池运用中这一点至合首要。图3中还显示了SEPIC拓扑,此类拓扑央求较少的FET,但必要更众的无源组件。其好处是容易的接地参考FET驱动器和担任电途。其余,可将双电感组合到简单的耦合电感中,从而节约空间和本钱。可是像降压-升压拓扑相通,它具有比“降压或升压”和脉动输出电流更高的开合电流,这就央求电容器可通过更大的RMS电流。

  出于太平思索,大概章程正在离线电压和输出电压之间利用分隔。正在此运用中,最具性价比的管理计划是反激式转换器(请参睹图4)。它央求悉数分隔拓扑的组件数起码。变压器匝比可打算为降压、升压或降压-升压输出电压,如许就供给了极大的打算轻巧性。但其纰谬是电源变压器一般为定制组件。其余,正在FET以及输入和输出电容器中存正在很高的组件应力。正在宁静照明运用中,可通过利用一个“慢速”反应担任环途(可调治与输入电压同相的LED电流)来杀青功率因数校正 (PFC)效力。通过调治所需的均匀LED电流以及与输入电压同相的输入电流,即可得到较高的功率因数。

  必要对LED举行调光是一件很平淡的事。比方,大概必要调治显示屏或调治修筑灯的亮度。杀青此操作的形式有两种:即消浸LED电流或敏捷翻开LED再闭塞,然后使眼睛最终获得平均。由于光输出并非全部与电流呈线性相干,是以消浸电流的格式恶果最低。其余,LED色谱一般会正在电流低于额定值时发作变更。请记住:人对亮度的感知成指数倍增,是以调光就必要电流涌现更大的百分比更改。由于正在全电流下,3%的调治偏差因为电途容差由来可正在10%的负载下放大成 30%以至更大的偏差,是以这会对电途打算发生强大的影响。虽然存正在反映速率题目,但通过脉宽调制(PWM)来调治电流仍更为切确。当照明和显示时,必要 100Hz以上的PWM才智使人眼不会察觉到闪灼。10%的脉冲宽度处于毫秒畛域内,而且央求电源具有高于10kHz以上的带宽。

  如外2所示,正在很众运用中利用LED正变得日益遍及。它将会采用种种电源拓扑来为这些运用供给赞成。一般,输入电压、输出电压和分隔需求将章程准确的选取。正在输入电压与输出电压比拟老是时高时低时,采用降压或升压大概是显而易睹的选取。可是,当输入和输出电压的相干并非如斯受强迫时,该选取就变的特别繁难,必要量度很众要素,此中网罗恶果、本钱和牢靠性。

  采用电容降压电途是一种常睹的小电流电源电途,因为其具有体积小﹑本钱低﹑电流相对恒定等益处,也常运用于LED的驱动电途中。

  图一 为一个本质的采用电容降压的LED驱动电途:请谨慎,大局部运用电途中没有连结压敏电阻或瞬变电压强迫晶体管,提议连结上,因压敏电阻或瞬变电压强迫晶体管能正在电压突变倏得( 如雷电﹑大用电装备起动等 )有用地将突变电流泄放,从而保卫二级合和其它晶体管,它们的响适时间寻常正在微毫秒级 。

  电容C1的影响为降压和限流:专家都领略,电容的性格是通互换﹑隔直流,当电容连结于互换电途中时,其容抗谋略公式为:XC = 1/2f C

  式中﹐XC 显露电容的容抗﹑f 显露输入互换电源的频率﹑C 显露降压电容的容量。流过电容降压电途的电流谋略公式为:I = U/XC

  式中 I 显露流过电容的电流﹑U 显露电源电压﹑XC 显露电容的容抗,正在220V﹑50Hz的互换电途中,当负载电压远远小于220V时,电流与电容的相干式为﹕I = 69C 此中电容的单元为uF,电流的单元为mA正在220V﹑50Hz的互换电途中,外面电流与本质丈量电流的对比电阻R1为泄放电阻,其影响为:当正弦波正在最大峰值工夫被堵截时,电容C1上的残余电荷无法开释,会悠久存正在,正在维修时若是人体接触到C1 的金属局部,有激烈的触电大概,而电阻R1的存正在,能将残余的电荷泄放掉,从而保障人﹑机太平。泄放电阻的阻值与电容的巨细相合,寻常电容的容量越大,残余的电荷就越众,泄放电阻就阻值就要选小些。阅历数据如下外,供打算时参考:D1 ~ D4的影响是整流;其影响是将互换电整流为脉动直流电压。C2﹑C3的影响为滤波;其影响是将整流后的脉动直流电压滤波成安稳直流电压压敏电阻( 或瞬变电压强迫晶体管 )的影响是将输入电源中倏得的脉冲高压电压对地泄放掉;从而保卫LED不被倏得高压击穿。LED串联的数目视其正指引通电压( Vf )而定,正在220V AC电途中;最众能够到达80个旁边。

  组件选取:电容的耐压寻常央求大于输入电源电压的峰值,正在 220V,50Hz的互换电途中时,能够选取耐压为400伏以上的涤纶电容或纸介质电容。D1 ~D4 能够选取IN4007。滤波电容C2﹑C3的耐压凭据负载电压而定,寻常为负载电压的1.2倍。其电容容量视负载电流的巨细而定。

  正在图 二 电途中,可控硅SCR及R3构成保卫电途,当流过LED的电流大于设定值时,SCR导通必定的角度,从而对电途电流举行分流,使LED事业于恒流状况﹐从而避免LED因倏得高压而损坏。

  正在图三电途中,C1﹑R1﹑压敏电阻﹑L1﹑R2构成电源低级滤波电途,能将输入倏得高压滤除,C2﹑R2构成降压电途,C3﹑C4﹑L2﹑及压敏电阻构成整流后的滤波电途。此电途采用双重滤波电途,能有用地保卫LED不被倏得高压击穿损坏。

  图四 是一个最容易的电容降压运用电途,电途中诈骗两只反并联的LED对降压后的互换电压举行整流,能够平凡运用于夜光灯﹑按钮指示灯,央求不高的地方指示灯等场面。

  LT3743 杀青了超疾的大电流 LED 上升工夫,并供给了精确的电流调治。因为它具备赞成众种电流状况的才华,是以通过杀青 LED 彩色的简捷羼杂而餍足了高功能影院级 DLP 投影机的央求。除了速率以外,通过首肯利用一个紧凑型低值电感器,LT3743 的开合电容拓扑布局还缩减了电途板的外形尺寸。其他特色网罗开合周期同步、过压保卫、高恶果以及轻松顺应种种运用需求的才华。

  LT3743 是一款同步降压型 DC/DC 担任器,它使用固定频率、均匀电流形式担任,以通过一个与电感器相串联的检测电阻器精确地调治电感器电流。正在一个 0V 至“低于输入电压轨 2V”的输出电压畛域内,LT3743 可能以 6% 的精确度来调治轻易负载中的电流。过把精确的模仿调光与 PWM 调光组合起来,杀青了精准、宽畛域的 LED 电流担任。模仿调光通过 CTRL_L、CTRL_H 和 CTRL_T 引脚来担任;PWM 调光则通过 PWM 和 CTRL_SEL 引脚来担任。通过采用正在外部举行开合操作的负载电容器这种奇特的做法,LT3743 杀青了高和低模仿状况之间的敏捷变换,从而可能正在几 s 的工夫内变更已调 LED 电流秤谌。开合频率能够正在 200kHz 至 1MHz 的畛域内举行设备和同步至一个频率畛域为300kHz 至1MHz 的外部时钟。

  正在古代的电流调治器中,负载两头的电压存储于输出电容器之中。若是负载电流蓦地变更,则输出电容器中的电压必需举行充电或放电以与新的已调电流相成婚。正在转换时候,负载中的电流未获得优异的担任,因此导致了从容的负载电流响适时间。LT3743 通过采用一种奇特的开合输出电容器拓扑布局管理了这一题目,该拓扑布局杀青了超疾的负载电流上升和低落工夫。这种拓扑布局背后的根本观点是:LT3743 起一个已调电流源的影响,担负向负载供给驱动电流。关于某个给定的电流,负载两头的电压降存储于第一个开合输出电容器中。当必要一种区别的已调电流状况时,将第一个输出电容器合断,并接通第二个电容器。这使得每个电容器可能存储与希冀已调电流相对应的负载电压降。

  图 1 示出了具有种种担任引脚的根本拓扑布局。PWM 和 CTRL_SEL 引脚为数字担任引脚,用于确定已调电流的状况。CTRL_H 和 CTRL_L 引脚是具有一个 0V 至 1.5V 全标度畛域的模仿输入,可正在电流检测电阻器两头发生一个 0mV 至 50mV 的已调电压。

  虽然 LT3743 能够采用开合输出电容器来修设,但它可能很容易地顺应任何古代的模仿和/或 PWM 调光计划

  LT3743 使悉数的开合脉冲边沿同步至 PWM 和 CTRL_SEL 上升沿。同步给予了体系打算师采用轻易周期或非周期 PWM 调光脉冲宽度和占空比的自正在度。关于大电流 LED 驱动器而言,这是从零电流或低电流状况收复至高电流状况进程中必弗成少的特色。通过正在 CTRL_SEL 或 PWM 信号变至高电寻常从头起动时钟,电感器电流将即刻发轫斜坡上升,而无须守候一个时钟上升沿。未采用同步时,时钟脉冲沿和 PWM 脉冲沿的相位相干将不受担任,因此有大概正在 LED 光输出中惹起鲜明的震颤。当采用一个具 SYNC 引脚的外部时钟时,开合周期将正在 8 个开合周期之内从头同步至外部时钟。

  一款适合高端 DLP 投影机、采用开合输出电容器的 24V、20A LED 驱动器。高端 DLP 投影机央求极高质地的图像和彩色重现。为了杀青高的彩色精确度,各个 LED 当中的彩色过错是通过混入其他两个彩色 LED 的颜色来校正的。比方:当红光 LED 处于满电流导通状况时,蓝光和绿光 LED 将以低电流秤谌接通,如许它们就可能被混入以发生精确的红光。这种格式必要具备正在较低 (约 2A) 和较高 (约 20A) LED 电流之间举行敏捷转换的才华,以维持 PWM 调光脉冲沿。图 3 示出了一款专供高端 DLP 投影机利用的 24V/20A LED 驱动器。

  450kHz 的较低开合频率首肯利用一个异常小的 1.0H 电感器。正在 25% 纹波电流前提下,高电流状况与低电流状况之间的转换工夫大约为 2s。1mF 的大输出电容器存储了两种区别电流状况下 LED 两头的电压降,并供给了 MOSFET 调光开合接通时的瞬时电流。关于杀青敏捷 LED 电流转换来说,采用几个并联的低 ESR 电容器是至合紧要的。已调高电流和低电流由连结正在 VREF 引脚与 CTRL_L 和CTRL_H 引脚之间的分压器来设定。VREF 引脚上的 2%、2V 基准还用于供给温度降额电途施加正在 CTRL_T 引脚上的基准信号 (睹下文中的“LED 电流的热降额”)。

  为了减小有大概很大的启动电流,LT3473 采用了一种可压制已调电流的奇特软起动电途,从而正在软起动引脚充电至 1.5V 时供给全驱动。为了最大节制地缩短区别电流秤谌之间的转换工夫,LT3743 使用了针对每种电流秤谌的寡少储积,如许电流担任环途就能够尽大概疾地收复稳态操作。图 4 示出了从 0A~2A 至 20A 的 LED 电流阶跃。

  正在便携式 DLP 投影机中,功率耗散是一个极其首要的打算参数。与目前市情上出卖的很众并联型大电流 LED 驱动器区别,LT3743 正在一个宽 PWM 占空比畛域内具有优异的恶果。通过只把功率输送至负载,而不是将功率旁途掉或者给输出电容器充电,常睹的古代 PWM 调光型驱动器中吃亏的大局部能量能够节约下来。图 5 示出了当 VIN = 12V、并以 0A 至 20A 电流驱动一个绿光 LED 时,整体占空比畛域内的恶果蜕变处境。

  LT3743 顺应任何古代的 PWM 调光格式。同类逐鹿 LED 驱动器所采用的并联输出调光会酿成能量的糜费,并且正在 LED 占空比低于约 50% 时恶果欠佳。因为 LT3743 具有两种电流调治秤谌,是以当分途被占用时已调电流可低落至零。纵然正在低 LED 占空比前提下,这也能供给出众的恶果。

  图 6 示出了一款修设有一个电流受限并联输出的 2A LED 驱动器。请谨慎:CTRL_L 引脚连结至地,PWMGL 引脚用于驱动并联 MOSFET,而CTRL_SEL 引脚则用于调光。正在 CTRL_L 引脚接地的处境下,当 CTRL_SEL 引脚为低电寻常,则分途被占用,并且电感器中的电流被调治于 0A。当 CTRL_SEL 引脚为高电寻常,并联 MOSFET 被合断,且已调电流由 CTRL_H 引脚上的电压来确定。图 7 示出了采用一个 12V 输入时的电流受限并联 PWM 调光。

  图 6:具电流受限并联输出的 6V 至 36V 输入、2A LED 驱动器

  除了并联除外,LT3743 还可容易地通过修设以驱动与 LED 的负极相串联的调光 MOSFET。当不必要众种电流状况时,这是优选的 PWM 调光格式。图8 示出了一款采用转换负极 PWM 调光的 6V 至 30V、20A LED 驱动器。图 9 示出了 0A 至 20A 电流阶跃和 100:1 调光比前提下的转换负极 PWM 调光。

  LT3743 杀青了超疾的大电流 LED 上升工夫,并供给了精确的电流调治。因为它具备赞成众种电流状况的才华,是以通过杀青 LED 彩色的简捷羼杂而餍足了高功能影院级 DLP 投影机的央求。除了速率以外,通过首肯利用一个紧凑型低值电感器,LT3743 的开合电容拓扑布局还缩减了电途板的外形尺寸。其他特色网罗开合周期同步、过压保卫、高恶果以及轻松顺应种种运用需求的才华。

  因为LED总光效央求及散热节制,能效对低功率运用更加首要;很众处境下,纵然是较低功率运用也央求功率因数校正协和波统治;正在空间受限运用中,格外是替换灯胆运用,央求有很高的驱动功率密度;总体电源牢靠性对整体灯的寿命异常首要;宽输入电源电压畛域应赞成高达277 Vac;兼容TRIAC调光等央求。其余,LED通用照明还要契合演进的准则及太平样板,如“能源之星”和IEC央求。

  凭据运用央求(尺寸、能效、功率因数、功率、驱动电流)区别,以互换主电源驱动LED有众种拓扑。安森美半导体供给种种电源计划,可用于种种照明运用。

  采用安森美半导体的NCP1611或NCP1612的160 W功率因数校正(PFC)升压计划采用非分隔升压拓扑,轻载能效高于古代CrM PFC;无须特地元件,牢靠性及太平性高。该计划采用电流担任频率反走(CCFF)CrM,有升压或旁途二极管短途保卫、引脚开途/短途保卫、优化的瞬态反映、软过压保卫、输入欠压检测、低总谐波失真修设、过热闭塞等性格。这类PFC计划还网罗NCP1607、NCP1608、NCP1615和 NCP1654(非分隔升压);NCL30000(分隔单级反激、非分隔降压);NCL30001(分隔单级反激);NCL30002(非分隔降压);NCL30060(单级反激或降压)。

  低级端稳流(PSR)也称低级端担任。低级端担任离线LED驱动器倒霉用光耦,具有1%(外率值)的精细LED稳流精度、宽VCC畛域、高能效准谐振担任、强固的保卫性格组合,以及宽事业温度畛域(-40至+125℃);赞成反激及降压-升压拓扑,带无源PFC输入的功率因数约0.9;该系列可运用于LED灯胆替换、离线LED驱动器、嵌灯、室内/室外要点照明及职司灯及LED电子担任装配。

  安森美半导体针对分隔反激式和非分隔式转换器的开合稳压器网罗NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1014/15、 NCP1027/28、NCP1072/5、NCP1076等。这些器件均为电流形式,峰值电流节制从100 mA至800 mA.这些计划集成了MOS管,合用于分隔和非分隔运用,赞成次级PWM调光、模仿调光或双亮度品级调光,能效高达75-80%.

  高压众结点LED正变得特别常睹,由于供应商趋势更好地优化LED以晋升体系总光效,并引入特别专用化的LED.这些LED每封装的正向电压可达24至 200 V,能够优化用于定点照明、全向照明或线性照明。为了以低元件数目及准则现成电感杀青此标的,电途中利用了NCP1075单片高压开合稳压器及高精度的 NCP4328A恒流/恒压担任器。

  该计划能效高于90%,具有20 ms的敏捷启动工夫、LED开途保卫、可利用现有电感、功率因数高于0.95,以及采用NCP1075时功率才华大于10 W的性格,运用合键是LED灯胆及灯管、低功率光源及灯具、电子担任装配和LED驱动器。

  TOP9 非分隔离线MC是一款非分隔离线降压担任器,赞成区别调光担任(TRIAC、模仿及PWM)、可选取开合频率(50 kHz或70 kHz)、低噪声开合体系;具有短途保卫、软启动和内置TRIAC宁静效力。运用网罗壁灯、职司灯、台阶灯和LED灯胆替换。

  LV50xx中的LV5026MC、LV5029MD、LV5011MD和LV5012MD都是可调光LED驱动器。以LV5011MD和 LV5012MD为例,两者开合频率均为70 kHz,可晋升功率因数,具有、外部调治参考电压、过压保卫、过热闭塞效力。两者的区别之处正在于调光形式,均可用于小型可调光LED灯胆、离线LED驱动器和嵌灯。

  一种是低电流LED串驱动器CCR NSIC2020 (120 V, 20 mA),其互换电压上升时电流仍维持恒定,到达LED阈值电压后导通无延迟,低电压时LED亮度高,可防备LED受电压浪涌影响。另一种用于低本钱T5 LED灯管,采用CCR NSIC2050 (120 V, 50 mA)LED驱动器,可直接互换驱动LED,无泄电流,稳流可保卫LED.

  替换高强度气体放电灯(HID)或高压钠灯(HPS),要利用大LED阵列。凭据终端产物区别,LED可修设为区别布局。一种格式是将互换输入电压转换为直流稳压输出,并为众个并联LED灯条供电。另一种格式是供给稳流恒流来直接驱动LED,省去灯条中内置的线性或DC-DC转换段。

  第二种格式旨正在配合“能源之星”1.1版光源样板,其特色网罗:通用输入畛域90 - 265 Vac(更改元件可赞成305 Vac);最大输出功率60 W(更改元件NCL30051最高赞成250 W功率);功率因数PF大于0.9(50-100%负载,带调光);谐波含量听命IEC61000-3-2 class C准则;Iout = 1000 mA/Vf = 35至45 V前提下,能效大于90%;恒流输出电流畛域0.7 - 1.5 A;输出电压畛域35 - 50 V;输出开途及短途保卫、过温保卫、过流保卫-自愿收复、过压保卫-输入(OVP大电压)等保卫性格。

  目前,通过芯片自己能驱动的每个LED电流畛域为25mA到100mA之间。当然,关于少许大电流的运用场面,咱们只需用外加场效应管的形式来杀青。LED无疑是现时最热的一个运用,无论是手持装备、逛戏机、霓虹灯、广告牌等等,眩主意颜色及高质的光亮,总能第有时间吸引人的眼球。正在现时浩瀚的 LED担任器眼前,怎么选取一款效力丰厚且性价比又高的产物来相合我方的打算,无疑是摆正在每个打算师眼前的题目。

  最容易的 LED驱动,咱们能够用大凡的I/O来杀青。但I/O担任只可杀青LED 的ON与OFF,无法用来举行混光、闪灼等效力,并且每个LED都必要占用一个寡少的I/O资源,无疑性价比很低。咱们也能够用专用的大电流LED担任器来打算,但腾贵的本钱起首会成为题目,并且打算庞大,水平也会随着种种作梗的涌现相应地升高。基于这些,恩智浦(NXP)推出一系列利用I2C接口的 LED驱动器,它能够通过I2C接口的两根线个不等LED的ON/OFF、闪灼及RGB混光。正在混光计划里,每个LED都是由一个独立的8bit/256阶PWM来驱动。这种基于I2C的LED担任形式,加添了打算的利便性与轻巧性,并且也会删除正在软硬件方面的进入,使披着机密面纱的LED对咱们来讲立刻显得容易和英华。下面,咱们将会以恩智浦LED驱动器PCA9633为例,通过几个容易的运用来所有论说这种LED驱动器的上风所正在。

  从图1咱们能够看到,每一齐LED都是由一个寡少的8bit/256阶的PWM来担任,且因为PWM足够疾,使其外面上能够通过它所驱动的四个LED混出轻易颜色的光。除了每一齐寡少的PWM,PCA9633还供给了一个Group PWM,通过它咱们能够用来担任所调混色光的亮度及频率,增加了只调单个PWM不行杀青的少许效力。那么PCA9633本相怎么来杀青调光呢?机密照样正在 PWM上面。若是倒霉用PWM,那么它只可告竣开和合的手脚;低速的PWM只可杀青LED闪灼,并亏空以到达混色的主意;高速的PWM就能够杀青RGB混色;若是PWM速率可控,那么就能够杀青闪灼和混色的双重效力。并且通过可控的8bit/256阶PWM,加大了色阶晋升了颜色的目标感。睹下图2所示。

  领略了混色的道理,那么一个详细的颜色又是怎么发生的呢?咱们领略人眼对颜色的感知是种种颜色亮度均值的叠加,咱们能够通过担任 PCA9633每个PWM的占空比,去担任所驱动LED的亮度。凭据三基色道理,若是咱们驱动的是RGB(或者RGBA)LED,那么通过调治这三个 LED的区别光亮,就能够获得所要的颜色。图3是PCA9633担任RGB三个LED来调粉色光的例子。

  通过以上的形容,咱们根本领略了PCA9633的内部布局和驱动道理。下面咱们将会以PCA9633固定I2C所在的几个运用,来进一步认识这种LED担任器的上风所正在。

  第一个运用,咱们将用PCA9633来担任亮度条。咱们领略寻常像亮度条如许的运用,往往必要用到大方LED串联来举行。若是用单个接口去担任每个 LED,会使本钱和软件庞大度大大加添。而通过I2C,正在硬件上只必要两条担任线,正在软件上只需发一条字节号召,就能够轻松举行操控。除此除外,因为 I2C器件所在的独一性,能够按所驱动LED的数目利用几个PCA9633来举行担任。若是本质运用中PCA9633自己的驱动电流不敷,只需正在外围加一个FET就能够轻松管理。别的,PCA9633独有的Group PWM使得担任整体亮度条的光强和闪灼变的轻而易举。下面是其道理图(睹图4),此中I2C master由体系供给,能够是MCU,也能够是逻辑电途。

  图4中左半部为I2C的master,不作细述。右边最上为LED限流电阻,一般LED的前向电压为3V旁边,凭据区别的颜色和创制工艺会有少许区别。咱们能够通过所需LED电流去谋略这个限流电阻的值:R=(Vsupply-Vfsum)/If.若是所需的LED电流大于25mA,那么图中所加的 FET能够轻松管理这一题目。当咱们外加了FET今后,只需把PCA9633的相应寄存器的OUTDRV设为高就能够了,以区别于它的默认值。现正在咱们能够看到用PCA9633去担任如斯众的LED,道理图相当简短,同样正在软件设备寄存器上也同样利便。PCA9633供给了简捷且完好的内部寄存器,比方 LED输出布局设备、节电形式设备、芯片使能形式设备、LED的输出状况设备,以及每个PWM和Group PWM的担任寄存器设备等。除此除外,PCA9633还供给了一个寄存器设备递增位,也即是说若是咱们设备了这一位,那么咱们能够通过一个指令序列来告竣内部悉数寄存器的依序修设,这正在少许特定的运用中瑕瑜常有效的,能最大水平节约软件和体系资源。下面,咱们将通过别的一个例子来分析内部寄存器的设备。

  第二个例子是咱们用PCA9633来告竣呼吸灯的效力。固然PCA9633内部不带呼吸灯模块,但咱们能够通过少许容易的寄存器设备来杀青这个效力,如许比拟于专用的呼吸灯炷片正在本钱上无疑有很大的上风。为了便于分析,咱们只用PCA9633来担任一个LED的呼吸手脚,道理图很容易,正在此略去,通过担任这一个LED的渐亮与渐暗进程以到达呼吸的主意。要杀青这个效力,PCA9633的独立PWM将是最合键的要素。如前咱们仍旧提到每个 LED都是由一个8bit/256阶PWM来担任,那么也即是说,每个灯有256段亮暗色阶可调,能够完满杀青呼吸效力。详细,咱们通过担任PWM的占空比来告竣。若是咱们的LED是由PCA9633的PWM0来担任,那么PWM0的占空比将肯定这个LED的亮度:Bright(duty cycle)=PWM0[7:0]/256.到此,一个完好的呼吸进程就告竣了,用几个容易的寄存器设备,就告竣了看起来彷佛惟有用庞大体系或专用芯片才智做的事变。从以上两个例子,咱们能够看到用恩智浦的I2C LED驱动器,岂论是硬件上照样软件上都瑕瑜常容易和易操作的,并且用此类器件所能杀青的效力,涓滴不比少许体系和专有芯片失态。

  主电途局部,正在市电之后紧接着接了一个滤波器,它的影响是滤除电源中的高次谐波以及电源中的浪涌,使得担任电途受电源的作梗小。输入整流局部采用一形式的整流桥,通过二极管的单指引通的性格将电公允在零点上下浮动的互换电转换为单向的脉动的直流电,再正在滤波电容和电感的影响下,输出直流电压。原委 MIP553和BUCK电途的调治和担任后输出供LED利用的电压。

  为了延迟LED驱动电源的利用寿命,使之与LED相成婚,必须要去除电途中的电解电容。电途的打算目标为:输入互换电压Vm:198 264VAC/50Hz;输出电压Vo:27VDC;输出电流Io:0.35A。输入电途网罗噪声滤波装配、太平保障装配以及输入整流装配,如图2所示。

  噪声滤波装配合键由电容C1/C2/C3和电感L1构成,其影响是正在小于1MHz的频段内,可能删除电磁作梗(EMI)。此装配也能够链接正在AC互换之后,整流装配之前,其滤波效益是相通的。太平保障装配由保障丝和ZNR1构成,保障丝合键防备有伤害电途的尖峰电流发生的期间火速堵截电途以保卫负载;ZNR1是浪涌招揽器,关于来自输入端的静电和浪涌举行招揽,以此来保卫后面的电途。输入整流装配,是将互换电转换成直流电,输入整流桥的选取。

  输出电途由根本的BUCK电途和一个稳压二极管DD1构成。如图3所示。BUCK变换器及其上风:

  事业中的输入电流is,正在开闭塞适时,is》0;正在开合翻开时,is=0,故is是脉动的,但输出电流io正在电感、二极管、电容的影响下却是相接的、安稳的。格外适合为LED供给事业电流。FRD1的选取准则:额定电流大于2倍的输出电流,额定电压大于输入电压,其反向收复工夫也要正在100ns以内,思索裕量,FRD1的参数为:15A,600V,trr=50ns。用雷同的格式选取T1和Cout,那么其参数分辩为:T1:680H; Cout:1F,50V。

  正在低输入电压的某畛域内,若没有像DD1的这种反向装配,那么正在开合合断的倏得将会有反向电流流过IPD,而IPD是不首肯有这种电流的,由于这种反向电流将会导致IPD的损坏。

  MIP553内置过压、过流、过热、LED短途的保卫电途,但并无LED开途时保卫电途的打算。LED开途时的保卫电途的思思合键有稳压二极管保卫、三极管保卫、偏压线圈保卫等,思索到本钱和布局,文膺选择具有稳压二极管的保卫电途。其电途图如图3所示。当LED开途时,输出电压上升,若输出电途有稳压二极管的保卫电途,那么稳压二极管将LED的电压嵌位正在二极管的压降之下,如许就能防备输出电容的毁坏。

  担任电途由MIP553及其外围电途构成,如图4所示。MIP553芯片杀青宽电压85~277V/AC输入,内置MOS,布局容易、宁静,可不必要电解电容,赞成分隔或非分隔计划,单电源输出功率6~30W,恒定电流输出《1A。电源具有过压、过流、过热保卫效力,太平宁静性高,体积小,发烧量低,电源恶果80%,功率因数 95%,THD《20%。

  MIP553的漏极电流由引脚CL和EX担任,是以连结这两个引脚的电阻RCL、REX的设备将直接影响漏极电流的巨细。最大漏极电流可由REX来确定,思索到这个最大漏极电流要流经LED,是以设备参考值时应当谨慎。

  CVDD、CEX、CCL的影响是宁静MIP553的运转、强迫外部噪声。是以,其值要选取恰当。CVDD,宁静VDD的电压、强迫LED 的闪灼,性格不受温度影响、不发生特地的噪声,参考准则值为1~10F之间;CEX,强迫外部噪声进入EX引脚,其参考准则值正在470~1000pF之间;CCL,强迫外部噪声进入CL引脚,若是其值太大的话,那么pF值将会受到重要的影响,是以其值应小于1000pF。

  LED行动新型的电光源,正在创制大型发光立体字和发光标识中有着鲜明的上风,其担任电压低,本钱低,牢靠性高。固然LED产物正在邦外里商场有着愈演愈烈的成长趋向,可是LED照明到底是新兴的资产,目前还没有平凡的普及,是以LED驱动电源弗成避免的正在各方面存正在着挑拨:起首,因为LED的正向电压会跟着电流和温度而蜕变,其“色点”也会跟着电流和温度而漂移,为了保障LED的平常事业,就央求其驱动器无论正在输入前提和正向电压怎么蜕变的处境下都要节制电流。其次,若是必要LED调光,一般采用的是脉宽调制调光技巧,外率的PWM频率是1~3kHz。结尾,LED驱动电途的功率统治才华必需富足,且效力强固,能够接受众种打击前提,易于杀青。

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