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一文看懂节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

? 2018年05月22日 10:15 ? 次阅读

  LED开关电源概述

美高梅官网,金沙网投领导者,金沙网投网站,金沙网投开户 www.tongshi-cn.com   LED开关电源高频化是其发展的方向,高频化使开关电源小型化,并使开关电源进入更广泛的应用领域,特别是在高新技术领域的应用,推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源、节约资源及?;せ肪撤矫娑季哂兄匾囊庖?。

  LED开关电源中应用的电子器件主要为:LED二极管、IGBT和MOSFET。SCR在开关电源输入整流电路及软启动电路中有少量应用,GTR驱动困难,开关频率低,逐渐被IGBT和MOSFET取代。

  LED开关电源三个条件

  1、开关是:电力电子器件工作在开关状态而不是线性状态

  2、高频:电力电子器件工作在高频而不是接近工频的低频

  3、直流:开关电源输出的是直流而不是交流

一文看懂节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

  led开关电源的作用

  LED开关电源是有电路来控制开关管而进行高速的道通和截止。是将直流电转化成高频交流电来给变换器进行变压,使其产生所需要的一组或多组电压!转化为高频交流电的道理是高频交流在变压器电路中的效率要比市电50Hz或60Hz高。因此开关电源变压器可以做到体积很小,在开关电源工作的时候不会很热,产品价格比工频直流稳压电源低.如果不将50Hz或60Hz变为高频电,那么开关电源就没有任何意义??氐缭创筇蹇梢苑治衾牒筒桓衾胝饬街?,是隔离型的一定有开关电源变换器,而不隔离的未必一定有开关电源变换器??氐缭从氪持绷鞯缭聪啾染哂刑寤?、重量轻、和效率高等优点。

  LED开关电源与普通开关电源的区别

  1、最明显的区别:LED电源是恒流源,一般开关电源是恒压源。

  2、LED开关电源的设计难点是体积和价钱。

  3、LED电源:首先要求一定要恒流;其次低温低热长寿命;然后小体积;再次防水防腐防静电;最后高频污染。普通电源和低品质LED电源高频污染严重,输出直流即便是加电感和大电容滤波,波形都很复杂。差的电源,电源本身可能不坏,但是LED寿命和光衰都大大降低。

  4、LED电源电路实际上多是由开关电源电路+反馈电路这样的形式构成,反馈电路从负载处取样后对开关电路进行脉冲的占空比调整或频率调整,以达到控制开关电路输出的目的。

  5、LED开关电源是不需要整流器。

  6、LED电源是指给LED照明供电用的电源,多是开关电源,最大的特点恒压恒流输出。

一文看懂节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

  节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

  在本方案中,我们所设计的这一适用于节能灯的高频恒流LED开关电源方案,其核心以UC3842为控制部件,完成后的开关电源控制电路是一个电压、电流双闭环控制系统。在这一电压电流双闭环控制系统中,我们所设计的变换器的幅频特性由双极点变成单极点,因此,增益带宽乘积得到了提高,稳定幅度大,具有良好的频率响应特性。

  这一LED开关电源的主要的功能??榘ㄆ舳缏?、过流过压欠压?;さ缏?/u>、反馈电路、整流电路。以下对各个??榈脑砗凸δ芙蟹治?。该电路系统的设计原理图如下图图1所示。

一文看懂节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

  图1 LED开关电源电路原理图

  1、启动电路设计思路

  首先我们来看一下这一节能灯适用的LED开关电源启动电路的设计方案。如上图图1所示,在这一电路系统中,交流电由C16、L1、C15以及C14、C13进行低通滤波,其中,C16、C15组成抗串模干扰电路,用于抑制正态噪声。而C14、C13、L1组成抗共模干扰电路,其主要功能是抑制共态噪声干扰。它们的组合应用对电磁干扰由很强的衰减旁路作用。

  经过低通滤波和共态噪声干扰抑制后的交流电压,经D1~D4桥式整流以及电解电容C1、C2滤波后,将会变成310V的脉动直流电压。这一脉动直流电压经R1降压后能够给C8充电,当C8的电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由脚6输出推动开关管工作。

  随着控制芯片UC3842的启动,R1的工作也就基本结束了,余下的任务将会交给反馈绕组来完成,此时反馈绕组将会产生电压给UC3842供电。由于输入电压超过了UC3842的工作,为了避免意外,用D10稳压管限定UC3842的输入电压,否则将出现UC3842被损坏的情况。

  2、短路过流、过压、欠压?;さ缏飞杓扑悸?/strong>

  LED开关电源的电路设计中,工程师需要综合权衡可能遇到的突发情况,并合理设置相应的?;さ缏?,以此保障开关电源的正常驱动工作。在本方案中,我们所设计的?;ご胧┲饕卸搪饭?、过压以及欠压?;と龇矫?。

  如上图图1所示,如果在这一节能灯适用的高频恒流LED开关电源运行过程中出现了输出端短路而产生过流的情况,此时开关管的漏极电流将大幅度上升,而R9两端的电压将会快速上升,UC3842的脚3上的电压也上升。如果当该脚的电压超过正常值0.3V达到1V(即电流超过1.5A)时,UC3842的PWM比较器将输出高电平,使PWM锁存器复位,关闭输出。这时UC3842的脚6无输出,MOS管S1截止,从而对电路起到一个?;ぷ饔?。

  接下来再来看一下本方案中的过压?;さ缏飞杓扑悸?。在我们所设计的恒流驱动LED开关电源方案中,如果供电电压发生过压,此时控制器UC3842将无法调节占空比,变压器的初级绕组电压大大提高,UC3842的脚7供电电压也急剧上升,其脚2的电压也上升,关闭输出。如果电网的电压低于85V,UC3842的脚1电压也下降,当下降到lV以下时,则PWM比较器输出高电平,使PWM锁存器复位,关闭输出。

  如果人为意外地将输出端短路,这时输出电流将成倍增大,使得自动恢复开关RF内部的热量激增,它立即断开电路,起到过压?;ぷ饔?。一旦故障排除,自动恢复开关RF在5s之内快速恢复阻抗。因此,此电路具有短路过流、过压、欠压三重?;?。

  3、反馈电路设计思路

  在本方案中,我们所设计的高频恒流驱动LED开关电源,其反馈电路在设计时主要采用精密稳压源TL431、放大器AD8022和线性光耦PC817来构成。在这一反馈电路的设计中,我们主要利用TL43l可调式精密稳压器构成误差电压放大器和电流放大器AD8022,再通过线性光耦对输出进行精确的调整。如图1所示,R4、R5是精密稳压源的外接控制电阻,它们决定输出电压的高低,和TL431一并组成外部误差放大器。

  在这一恒流驱动LED开关电源的电路设计中,反馈电路的设置也是非常重要的,直接关系到功耗的大小和稳压效果。当输出电压升高时,取样电压VR7也随之升高。在这一电路系统的设计中,我们设定电压大于基准电压2.5V时,使TL431内的误差放大器的输出电压升高,致使片内驱动三极管的输出电压降低,也使输出电压Vo下降,最后Vo趋于稳定。

  相反的,当输出电压下降并引起设置电压下降时,一旦输出电压低于设置电压,则误差放大器的输出电压下降,片内的驱动三极管的输出电压升高,最终使得控制器UC3842的脚1的补偿输入电流随之变化,促使片内对PWM比较器进行调节,改变占空比,达到稳压的目的。R7、R8的阻值是这样计算的:先固定R7的阻值,再计算R8的阻值,即有公式为:

一文看懂节能灯适用的高频恒流LED开关电源设计

  在我们所设计的这一反馈电路中,AD8022电路通过调节误差放大器的增益来改变误差放大器的输出,并以此来改变开关信号的占空比。这种拓扑结构不仅具有外接元器件较少的特点,而且在电压采样电路中采用了三端可调稳压管,使得输出电压在负载发生较大的变化时,输出电压基本上没有变化。

  4、整流滤波电路设计

  在这一LED开关电源方案中,输出整流滤波电路设计的合理与否将直接影响到电压波纹的大小,影响输出电压的性能。在本方案中,我们在电源输入端加电容C5,以滤除输入电源的噪声干扰。对于高频噪声,我们所提出的解决方案是在输出端采用π型滤波的方式。滤波电感采用150μH的电感,通过以上合理设置能够有效滤除高频噪声。同时,在本方案中我们还选择采用快速恢复二极管D6、D7整流?;诘脱?、功耗低、大电流的特点,有利于提高电源的效率,其反向恢复时间短,有利于减少高频噪声。

  5、并联整流二极管设计

  在本方案的整流电路系统设计过程中,我们同样需要解决二极管尖峰电压的问题。在本方案中,我们提出了一种新的解决办法,即整流二极管并联,其具体的电路图如图2所示。这种方法在大功率全桥移相DC/DC电源变换器的项目中得到了应用,实验波形验证了该方法,验证了该方法的有效性。

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  图2并联整流二极管电路图

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三极管高频等效应用电路

三极管在半导体锗或硅的单晶上制备两个能相互影响的PN结,组成一个PNP(或NPN)结构。中间的N区(...

发表于 2011-08-18 13:19 ? 2984次阅读
三极管高频等效应用电路

高压恒流充电电源监控系统设计

为了适应高压电源发展的趋势,设计了一种用于高压恒流充电电源的监控系统,使传统的充电方式由手动式变为数...

发表于 2011-08-18 10:39 ? 869次阅读
高压恒流充电电源监控系统设计

高频下电容的使用原则

好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路...

发表于 2011-08-03 16:24 ? 3757次阅读
高频下电容的使用原则

高频电镀用快恢复整流二极管的研制

高频直流电镀电源由于其输出波形的可控性,不仅使电镀速度大大加快,而且使电镀层的质量大大提高,同时又使...

发表于 2011-07-11 09:31 ? 1891次阅读
高频电镀用快恢复整流二极管的研制

高频大功率电子捕鱼器电路

电子发烧友为您提供了高频大功率电子捕鱼器电路,看看吧1

发表于 2011-06-29 16:33 ? 5253次阅读
高频大功率电子捕鱼器电路

恒流运算放大电源电路

电子发烧友为您提供的恒流运算放大电源电路!

发表于 2011-06-20 15:45 ? 561次阅读
恒流运算放大电源电路

高精度恒流经典电路图

电子发烧友为你提供的高精度恒流经典电路图,欢迎您的浏览!

发表于 2011-06-20 09:50 ? 1095次阅读
高精度恒流经典电路图

高频开关电源的干扰问题及解决方法

本文对高频开关电源内辅助电源的工作特性和波形加以阐述,并着重根据实验数据来分析高频开关电源设计中应注...

发表于 2011-05-08 09:22 ? 1599次阅读
高频开关电源的干扰问题及解决方法

高频无线电系统的组成

高频无线电系统主要有发射机、接收机和天线三大部分组成。

发表于 2011-04-30 11:01 ? 459次阅读
高频无线电系统的组成

高频信号放大电路的性能比较分析

实验电路将高频管9018放大电路加入调频信号输入端,结果弱信号台阻断消失,强信号台放大加强。将高频管...

发表于 2011-01-30 18:33 ? 5126次阅读
高频信号放大电路的性能比较分析

低频扬声器不适合重放中高频

低频扬声器进入中频段,音盆发生分割振动(像好多碎块同时发声互相影响),瞬态特性变坏,造成音质劣化,另...

发表于 2010-08-30 13:48 ? 733次阅读
低频扬声器不适合重放中高频

LED恒流驱动与不同控制模式的比较

市场上可以买到的微功率 电源 芯片有以下几种控制模式:   PFM、PWM 、chargepum...

发表于 2010-08-13 08:51 ? 240次阅读
LED恒流驱动与不同控制模式的比较

LED电源恒流电路分析

随着LED照明现在越来越热,作为LED的生命支柱--LED驱动电源也越来越受到人们的关注。 我们...

发表于 2010-08-06 11:11 ? 1249次阅读
LED电源恒流电路分析

分析EPC高频变压器分布参数及其影响

  1、行波管放大器(TWTA)具有宽频带、高增益、高效率等优点,被广泛应用于微波通信、雷...

发表于 2010-06-25 08:14 ? 295次阅读
分析EPC高频变压器分布参数及其影响

基于LT3956设计的80V恒流恒压HBLED驱...

Linear 公司的LT3956 是80V输入80V输出恒流恒压DC/DC转换器,非常适合用来驱动大...

发表于 2010-06-05 09:36 ? 315次阅读
基于LT3956设计的80V恒流恒压HBLED驱...

小型霓虹灯高频变压器设计及制作电路

小型霓虹灯电路配套的小型霓虹灯高频变压器的制作参考如下。  霓虹灯变压器(2-5W适合0...

发表于 2010-06-01 08:30 ? 1623次阅读
小型霓虹灯高频变压器设计及制作电路

高频电路印制板设计准则

如果信号的频率超过了300MHz (在数字电路中)和100MHz (在模拟电路中) ,就被认为是高频...

发表于 2010-05-28 10:08 ? 446次阅读
高频电路印制板设计准则

由7805构成的1-12V恒流充电电路

由7805构成的1-12V恒流充电电路 该电路由7805构成恒流源电路,通过大功率三极管进行扩流。...

发表于 2010-05-23 10:50 ? 4103次阅读
由7805构成的1-12V恒流充电电路

基于分立元件设计的电池自动恒流充电电路技术

基于分立元件设计的电池自动恒流充电电路技术 本文在此介绍一种基于分立元件构成的电池自动恒流充电电...

发表于 2010-05-18 08:36 ? 801次阅读
基于分立元件设计的电池自动恒流充电电路技术

高频信号放大器所应具备的特征

高频信号放大器所应具备的特征 放大电路可以说是模拟信号处理电路的基本单元,尤其对高频接收机与发射机...

发表于 2010-05-14 10:40 ? 875次阅读
高频信号放大器所应具备的特征

高频电路基本常识

高频电路基本常识 为何要学习高频电路的知识

发表于 2010-05-14 10:31 ? 1787次阅读
高频电路基本常识

利用恒流LED驱动器设计高效率LED照明系统方案

利用恒流LED驱动器设计高效率LED照明系统方案 本文将探讨如何利用恒流LED驱动器设计出高效率、...

发表于 2010-04-03 08:36 ? 326次阅读
利用恒流LED驱动器设计高效率LED照明系统方案

新颖的自动恒流放电系统的设计

新颖的自动恒流放电系统的设计 摘要:介绍了采用IGBT功率器件、PWM控制和康铜电阻合金为放电电阻...

发表于 2010-03-04 09:25 ? 634次阅读
新颖的自动恒流放电系统的设计

高频/射频信号及视频压缩编码的基本概念

高频/射频信号及视频压缩编码的基本概念  一、NTSC彩色电视制式:   它是1952年由美国...

发表于 2010-02-25 10:34 ? 313次阅读
高频/射频信号及视频压缩编码的基本概念

高频板材特性与阻抗控制

高频板材特性与阻抗控制术语手册 1、AC Impedance 交流阻抗交流电中综合了电阻 (Res...

发表于 2010-02-21 10:23 ? 410次阅读
高频板材特性与阻抗控制

高频扬声器技术

高频扬声器技术 现在的扬声器大多是电动式扬声器,其上限频率很难达到20KHZ,我们先看一看电动扬声...

发表于 2010-02-05 17:26 ? 867次阅读
高频扬声器技术

5W通用输入恒压/恒流充电器电源的电路图

5W通用输入恒压/恒流充电器电源的电路图

发表于 2010-01-07 09:26 ? 762次阅读
5W通用输入恒压/恒流充电器电源的电路图

如何计算高频变压器参数

如何计算高频变压器参数 一. 电磁学计算公式推导:1.磁通量与磁通密度相关公式:&nbs...

发表于 2009-12-30 11:54 ? 2381次阅读
如何计算高频变压器参数

利用AS358设计的恒流恒压(CC/CV)电路

利用AS358设计的恒流恒压(CC/CV)电路   恒流恒压电路是利用AS358做电压、电流信号...

发表于 2009-12-10 08:26 ? 2614次阅读
利用AS358设计的恒流恒压(CC/CV)电路

干电池恒流充电器电路 (市电充电器)

干电池恒流充电器电路 在日常对于一些可充电池若无专用充电器时,可利用两支二极管组成最方便快捷的简易...

发表于 2009-11-19 12:13 ? 606次阅读
干电池恒流充电器电路 (市电充电器)

低压差恒流/恒压离子电池充电器

低压差恒流/恒压离子电池充电器 输入输出电压差小于1V的恒流/恒压锂离子电池充电器如图所示,开始充...

发表于 2009-10-09 10:32 ? 585次阅读
低压差恒流/恒压离子电池充电器

HT-220/10高频开关电源的研制

HT-220/10高频开关电源的研制 摘要:使用无损吸收电路,能够提高硬开关PFC的工作频率,...

发表于 2009-07-17 10:34 ? 337次阅读
HT-220/10高频开关电源的研制

开关电源中高频磁性元件设计常见错误概念辨析

开关电源中高频磁性元件设计常见错误概念辨析 摘要:很多电源工程师对开关电源...

发表于 2009-07-14 09:14 ? 161次阅读
开关电源中高频磁性元件设计常见错误概念辨析

单片开关电源高频变压器的设计要点

单片开关电源高频变压器的设计要点 摘要:高频变压器是单片开关电源的核心部件,鉴于...

发表于 2009-07-14 09:13 ? 589次阅读
单片开关电源高频变压器的设计要点

高频链中高频变压器的分析与设计

高频链中高频变压器的分析与设计 摘要:高频链逆变技术用高频变压器代替传统逆变...

发表于 2009-07-11 10:22 ? 405次阅读
高频链中高频变压器的分析与设计

电阻的高频特性

电阻器在高频场合中使用时,必须考虑电阻器固有电感和固有电容的影响。此时电阻器的等效电路相当于一个直流...

发表于 2009-06-15 19:28 ? 5348次阅读
电阻的高频特性

晶体管恒流偏置电路

晶体管恒流偏置电路     通常,当RL»R时,流过光敏...

发表于 2009-06-02 00:14 ? 1015次阅读
晶体管恒流偏置电路

使用开头恒流电路的充电器电路图

使用开头恒流电路的充电器电路图

发表于 2009-05-29 19:12 ? 279次阅读
使用开头恒流电路的充电器电路图

多用恒流充电器电路图

多用恒流充电器电路图

发表于 2009-05-29 13:32 ? 354次阅读
多用恒流充电器电路图