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白光LED驱动电路的设计

2022-02-26 15:49分类:电子元器件 阅读:

 

  伴随着LED 的快速发展趋势。如今白光LED 灯源对比的传统式灯源具备使用寿命长、固态照明灯具不容易毁坏、高特效、无汞环境保护、抗震等级等优势,将来将变成 第三代灯源,将产生照明灯具方面的又一次改革。将LED 应用到照明灯具行业,必须 合适LED 的led驱动器,原文中运用PWM 电源开关调节方法设计方案完成了一种白光LED 的功率大的光耦电路。

  1 LED 电气设备性能和推动规定

  1. 1 LED 的电力学特点

  白光LED 的I - V 特点与一般二极管相近,仅仅打开工作电压不一样,不一样原材料制得的LED 打开工作电压一般在1. 5 ~ 3. 0 V 中间。处在正方向工作中区的时候,工作中电流量IF与另加工作电压呈指数值关联:

  式中,IS为反方向饱和电流; VF为二极管两边的另加工作电压; q 为电子电荷; k 为波尔兹曼参量; T 为热力学温度。LED 可长期性稳定工作时的直流电流,称之为额定值工作中电流量,这时LED 损耗称之为额定电流。1 W 的白光LED,其额定值工作中电流量350 mA,额定电流3. 3 V。容许加进LED 两边正方向工作电压与流过LED 电流量之积的极值为其極限功能损耗,当具体功能损耗超出该值时,LED 发亮特点下降,比较严重的时候会使LED 造成构造毁坏。

  1. 2 LED 推动规定

  由LED 的I - V 特点得知,当加在LED 两边的工作电压稍有起伏,都是会造成电流量的强烈转变 ,这时非常容易使电流量过大,输入功率超出其極限功能损耗,进而对LED导致无法修复的毁坏。当LED 工作中电流不与此同时,其亮度单位也不一样,若选用恒流源推动,则LED 列阵应采取串联形式联接,可是因为LED 个人相互之间的主要参数偏差,会造成 各环路的电流量不一样,导致列阵亮度单位不匀称,因而LED 的光耦电路一般挑选恒流电源推动方式,相对应的LED 列阵亦选用串连方法联接,工作电压一般设成LED 额定电压的70% ~ 85%,以维护LED,做到增加使用期限的目地,与此同时也使每一个LED的亮度单位匀称一致。

  LED 光耦电路设计方案中,必须考虑到下面好多个基本上指标值:

  (1) 提升光耦电路的变换高效率,减少电源电路中的功能损耗。

  ( 2) 提升线路的稳定性,可以耐髙压,具备过电流检验作用。

  ( 3) 电源电路尽可能精减,有较小的电源电路容积和较低的制造成本。

  2 PWM 方法电路设计方案

  2. 1 PWM 基本原理

  PWM 即脉冲宽度调配,运用单脉冲操纵电路的定时开关,能够控制回路輸出的均值工作电压或电流量进而做到控制回路的功率。PWM 电源开关稳压管或恒流电源的主要原理是在键入工作电压、系统软件主要参数及外接负荷产生变化的情形下,在固定不动输出功率下控制回路根据操纵数据信号与标准讯号的偏差开展闭环控制意见反馈,调整主电源电路电源开关元器件通断的脉冲宽度,促使开关电源电路的输出电压或电流量平稳。因为操纵元器件功能损耗小,工作中在按钮情况中的电源电路高效率,因此 电源效率一般能够保证80% ~90% 。此类电源电路都是有健全的保障措施,属可靠性高开关电源。PWM 电路由4 一部分构成,即键入整流器过滤、PWM 操纵、电源开关元器件和輸出过滤。依据PWM 方法电路设计方案的LED 光耦电路框架图如图所示1 所显示。

图1 PWM 方法电路设计方案的LED 光耦电路框架图

  普遍PWM 电源开关调节讯号造成一部分大多数完成了一体化,更为精减PWM 开关电源电路的设计方案,下边详细介绍运用集成icHV9910B 设计方案适用功率大的LED 的典型性PWM方法电源开关光耦电路。

 2. 2 电路原理

  HV9910B 是一种通用性LED 推动控制板,它的适用性强,就可以应用国际性常用的电压供电系统,还可以用电瓶或是太阳能发电供电系统,并且可以接纳范畴较宽的键入工作电压。輸出的恒流电源工作电压范畴极宽,从几十mA 到1 A之上。应用HV9910B 构建的控制器应用元器件较少,电源电路简易,产品成本也会减少。由HV9910B 设计方案的LED 恒流电源光耦电路如图2 所显示,键入为AC 220 V 的电压,负荷为10 只输出功率为1 W 的LED 串连构成列阵。

基于芯片HV9910B 控制的LED 驱动电路

图2 根据集成icHV9910B 操纵的LED 光耦电路

  电源电路键入级由全波整流桥和一个耦合电容构成,进行对交流电流的变压器过滤。操纵级由HV9910B 集成ic构建,经键入级过滤后的电流键入到处理器的Vin,做为电源电路的键入工作电压VI,其最高值是310 V,平均值为190 V.VDD、LD、PWMD 端根据电力电容器接GND 端,以保持相对应管脚的片内工作电压。由GATE 端輸出頻率一定的正弦波差分信号做为电源开关数据信号操纵开关管,其頻率由RT端所接的电阻器设置,脉冲宽度由CS 端取样电阻器RCS意见反馈的LED 电流量数据信号操纵。电感器L1在线路中起着非常重要的功效,为光耦电路给予过滤和储能技术及其续流供电系统,以维持负荷中交流电的效率性,修复二极管进行搭建续商品流通路的功效。在电源开关数据信号启用自感电动势内,由前面过滤后的电势差向LED 负荷立即供电系统,并给L1电池充电; 在电源开关数据信号关闭自感电动势内,由充斥着动能的L1给快修复二极管、LED 构成的控制回路磷酸原,完成在一个周期时间内实现对LED 的不断推动。

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