文中使用高性能离线式PWM操控器OB2532,规划了一款小功率LED驱动电路,电路选用原边反应方法。与传统的副边反应比较,原边反应驱动电路省去了光耦和TL431芯片,下降了本钱,进步了体系的可靠性。所规划的LED驱动电路具有恒压恒流操控特性。实测的成果来标明:4个1 W的白光LED正常作业,亮度十分高,测验参数到达规划要求。
LED照明因其节能、环保和寿数长等特色,成为未来照明的发展趋势。LED灯不像一般的白炽灯泡,能够直接衔接220V的沟通市电,它需求低压直流驱动,因而有必要规划杂乱的电源改换电路。LED的寿数和驱动电源有很大的联系,驱动电源供电不安稳,导致LED发光功率下降,寿数缩短,色彩发生改动,乃至焚毁。此外,转化功率、恒流/恒压精度、电源寿数、电磁兼容等要求也是规划LED驱动电源有必要考虑的因数。文中规划出一款AC/DC的LED恒流源驱动电源,选用原边反应方法,与传统的副边反应的光耦加TL431的结构比较,其最大的优势在于下降了本钱,进步了体系的可靠性。
1 LED驱动电源作业原理
PWM(Pulse Width Modulation)调制方法是开关功率改换器中最常选用的方法,经过反应端的反应信号和基准信号的差值与内部发生的锯齿波进行比较,然后输出恒频变宽的方波信号对功率开关管进行操控,能够根据负载快速调理开关管的导通时刻,然后安稳输出电压。
开关电源改换器从操控形式上可分为两类:电压操控形式(Voltage control Mode)和电流操控形式(Current Control Mode)。电压操控形式的基本原理便是经过将差错扩大器的输出电压与一个锯齿波进行比较,发生操控用的PWM信号。PWM电压形式的操控原理图如图1所示,其原理为:采样电阻R1和R2检测输出电压Vo,并将其输入差错扩大器EA与参阅电压Vref进行比较,扩大的差错电压Vea输入到PWM电压比较器(脉宽调整器)。PWM电压比较器的另一个输入是周期为T的锯齿波。Vea与锯齿波进行比较,当锯齿波电压高于Vea的时,PWM电压比较器的输出由高电平转化为低电平,Q1关断,以此来调理Q1的导通时刻,确保输出电压稳定。
电流操控形式是在电压操控形式的基础上,添加一个电流负反应的环节。图2为PWM峰值电流操控形式的原理框图。PWM电压比较器的输入由电压操控形式中的锯齿波信号换成了对电流采样值转化成的电压Vs(=IQ1xRS),比较器的另一端依然是输出电压采样值与参阅基准的差错扩大值Vea。每个周期开端时,脉冲信号操控将开关敞开,流过开关和电感的电流增大,当电流增大到Vs超越Vea时,触发器R端置高电位,开关被关断。假如输入电压VDC增大,则开关导通时Vs上升速度加速,Vs超越Vea所需求的时刻缩短,所以开关管导通时刻Ton被缩短;反之输入电压VDC减小,则Vs超越Vea让PWM操控信号翻转所需时刻更长,开关管导通时刻Ton添加,坚持对负载供给的能量巨细。
2 计划的挑选
LED的伏安特性和一般的二极管伏安特性十分类似,电流呈很陡的指数上升,所以电源电压细小的改动会引起正向电流较大的改动。现在,LED发光功率仍是比较低,大部分的输入电功率都是转化为热能,所以它的发热很高。由于LED的伏安特性的温度系数是负的,结温升高引起伏安特性曲线左移,其成果是正向电流添加。正向电流添加今后,在电源电压相同的情况下,LED的输入功率添加。但结温升高今后,光输出会下降,这意味着更多的输入功率转化为热能,即添加正向电流,它的光输出量并不添加,反而下降,这导致结温升高的恶性循环。因而,选用恒压电源供电会使结温升高,光衰加大,寿数缩短。综上所述,本规划选用恒流源驱动计划。
原边反应方法的AC/DC操控技能是最近10年间发展起来的新式开关电源操控技能,与传统的副边反应光耦加TL431的结构比较,其最大的优势在于省去了这两个芯片以及与之合作作业的一组%&&&&&%,这样就节省了体系板上的空间,下降了本钱而且进步了体系的可靠性。OB2532是一个原边反应方法的高性能离线式PWM操控器,选用原边反应技能代替曾经由芯片PC817和TL431组成的反应环路,减小电路体积。一起,芯片集成了专有的恒压恒流操控,其引脚阐明如图3和表1所示。
3 电路规划
根据OB2532的LED驱动电路如图4所示。输入的220 V沟通电压经VD1-VD4整流和电感L1,电容C1、C2滤波后,变为直流电压加到变压器的原边线圈,再接到MOS管VT的漏极。变压器的辅佐绕组N2经过整流二极管VD5、滤波电容C3后为OB2532供给电源(开端是由变压器原边⑥处的较高直流电压经电阻R1、R2降压供给),一起辅佐绕组N2和电阻R3、R4还为OB2532的反相端INV供给取样反应电压。衔接VT管源极的电阻RS将检测得到的电流信号加于电流检测输入脚CS。在INV端反应电压信号和CS电流信号的操控下,对VT管的栅极驱动信号的脉冲宽度进行调整,即经过PWM使电源和电流坚持稳定。由VD6、R5、C5组成的缓冲网络,能够使反峰电压经过二极管VD6及电阻R5来耗费其能量,下降反峰电压,避免在开关的过程中绕组N1上呈现过高电压,损坏VT管。在变压器的副边,沟通电压经二极管VD7整流、电容C6滤波,得到稳定电压和电流来驱动发光二极管LED。这个电路的长处是原边反应操控,不必加光耦和稳压源TL431,下降了本钱。本次规划驱动4个1 W的LED二极管。
4 电路测验
4.1 原边反应特性测验
在图4中,N2经VD5整流、C3滤波为%&&&&&%供给电源,一起N2还为反相端INV供给取样反应电压。所以要进行原边反应特性测验,就要测验OB 2532的INV端,即测验点③。变压器原边次级线圈③点的波形如图5所示。波形尽管有些毛刺,但很好地反映了开关管的导通和关断。
由电路图4可知,测验点⑥便是整流、滤波后的直流电压,用万用表的1 000 V直流电压档丈量。测验点⑦与OB2532的VDD引脚相连,即为芯片的供电电压,用万用表的20 V直流电压档丈量。在实际操作时,还要留意接地址的选取。在图4中共有9个接地址,其间变压器原边有7个,副边有2个。副边作为输出直接驱动LED,所以原边副边的接地址是不同的,因而在图4中以不同的符号表明。可是各边的接地址则是相同的,这儿选取%&&&&&%C3的接地址。详细丈量成果如表2所示。
4.2 副边输出信号波形
图4中的测验点②,即变压器副边输出在经过二极管滤波之前的信号是要害的测验点。用Tektronix TDS21060 MHz 1GS/s的数字示波器进行波形测验,接4×1 W LED作为负载。得到波形如图6,可知波形规整,到达规划要求。
4.3 输出参数丈量
首要运用定电阻(CR)形式的电子负载来测验电流电压参数。详细操作如下:能够先用万用表直流电压档测出输出端Vo电压.即负载为无穷大(开路)的电压,这儿为11.70 V,查阅相关材料,得LED的标称电流为370 mA,由此可计算出负载约为32,故电子负载在此基础上进行调试。测验成果如表3所示。
从实测的成果来看,4个1 W的白光LED正常作业后亮度并不是十分高,其发光功率也没有到达最高。电路作业于轻负载状况,所以要进一步调试,进步发光亮度。这儿依然使电子负载处于定电阻形式,并逐渐改动电阻,记载数据如表4所示。
5 定论
文中规划的LED恒流驱动电源,选用原边反应方法的电流形式PWM操控,具有体积小,本钱低的特色,适合于小功率LED驱动电源,比如台灯,地灯,小射灯等。经过测验可知,规划的白光LED驱动电路到达规划要求。