LED可调驱动电路电源设计

LED 可调驱动电源课程设计 院院 系 系 年级专业 年级专业 姓姓 名 名 指导教师 指导教师 学学 号 号 日日 期 期 LED 驱动电源课程设计 1 设计规格 1 设计一个恒流 LED 驱动电路 电流值为 350mA 2 设计一个调光电路 PWM 波的占空比由 20 80 可调 3 整个驱动电路有 9V 供电 4 LED 电压 4 8V 5 电路效率 90 2 设计过程 1 画原理图 2 原理描述 A 555 芯片构成的 PWM 脉宽调制电路 PWM 称之为脉冲宽度调制信号 利用脉冲的宽度来调整亮度 也可用来控制 DC 马达 PWM 脉冲宽度调制信号的基本频率至少 约 400HZ 10KHZ 当调整 LED 的明或暗时 这个基本的频率不可 变动 而是改变这个频率上方波的宽度 宽度越宽则越亮 宽度越 窄则越暗 PWM 是控制 LED 的点亮时间 而不是改变输出的电压 来控制亮度 以下为 PWM 工作原理 Reset 接脚被连接到 V 因此它对电路没有作用 当电路通电 时 Pin 2 触发点 接脚是低电位 因为电容器 C2 开始放电 这开 始振荡器的周期 造成第 3 接脚到高电位 当第 3 接脚到高电位时 电容器 C2 开始通过 R1 和对二极管 D2 充电 当在 C2 的电压到达 V 的 2 3 时启动接脚 6 造成输出接脚 Pin3 跟放电接脚 Pin7 成低 电位 当第 3 接脚到低电位 电容器 C2 起动通过 R1 和 D1 的放电 当在 C2 的电压下跌到 V 的 1 3 以下 输出接脚 Pin3 和放电接脚 Pin7 接脚到高电位并使电路周期重复 Pin 5 并没有被外在电压作 输入使用 因此它与 0 01uF 电容器相接 电容器 C2 通过 R1 及二极管 二极管一边为放电一边为充电 充电和放电电阻总和是相同的 因此输出信号的周期是恒定的 工 作区间仅随 R1 做变化 PWM 信号的整体频率在这电路上取决于 R1 和 C2 的数值 公式 频率 Hz 1 44 R1 C2 B HV9910B 构成的恒流驱动电路 HV9910B 是 PWM 高效率 LED 驱动 IC 它允许电压从 8VDC 一直到 450VDC 而对 HBLED 有效控制 HV9910B 通过一个可升至 300KHz 的频率来控制外部的 MOSFET 该频率可用一个电阻调整 LED 串是受到恒定电流的控制而不是电压 如此可提供持续稳定的 光输出和提高可靠度 输出电流调整范围可从 MA 级到 1 0A HV9910B 使用了一种高压隔离连接工艺 可经受高达 450V 的浪涌输入电压的冲击 对一个 LED 串的输出电流能被编程设定在 0 和他的最大值之间的任何值 它由输入到 HV9910B 的线性调光器 的外部控制电压所控制 调光 有两种方式可实现调光 取决于不同的应用 可以单独调节也 可组合调节 LED 的输出电流能被控制 也能被线性调节改变 或 通过控制电流的开关来维持电流的不变 第二种调光方式 PWM 调 光 通过改变输出电流的占空比来控制 LED 的亮度 线性调光通过调节 LD pin 脚的电压从 0 到 250mV 而实现 该 控制电压优先于内部 CS pi 设定值 250mV 从而可输出电流实现编 程 PWM 调光通过外部 PWM 信号加在 PWM D pin 端而实现 该 PWM 信号可有微控制器货脉冲发生器按希望的 LED 的亮度以一定 的占空比来实现 再次 PWM 方式下 以该信号的有效和失效转换 来调节 LED 的电流 在此模式 LED 的电流处在这两种状态之一 零或由采样电阻设定的正常电流 他不可能用这个方法去达到比 HV9910 用采样电阻设定的水平 更高的平均亮度 HV9910 用这种 PWM 控制方法 这灯的输出只能 在 0 100 之间调整 此 PWM 调光方法的精度仅仅取决于 GATE 的最小脉宽限制 即此频率的占空比的百分比 2 参数确定 A 确定开关频率 根据 HV9910B 的数据手册 可取 RT 100k 所以 Toff RT 22 25 5us D 80 Ts 25us Fmin 40Khz D 13 Ts 767 ns Fmax 173 4Khz 取中间值 f 100khz B 确定 C3 的参数 C Io Toff 0 05Vinmin 3 7uf 故选取 4 7uf 的电容耐压值选取 50V C 电感 L 的选择 取决于 LED 电流的纹波 若设 LED 的电流纹波 15 Toff 是 电感对 LED 的续流时间则 U Vled Vomax L I t 根据 HV9910 的数据手册可算得 L 380uH 故选取 470uH 的电感 D MOS 管的选择 选取 MOS 管首先根据工作电流和其耐压值 反向峰值 Voinmax 0 5Vmax 1 5Vinmax 45V 电流则是占空比最大时 I 3 0 8Io 0 28 3 0 84A 故选取 1A 50V 的 MOSFET E 检测电阻的选取 根据 HV9910B 的数据手册可知 Vcs 1 15Io Rcs 所以 Rcs 0 625 F PWM 频率的计算 PWM 信号频率 1 R1 R2 C2 ln2 1 11k 0 1 ln2 1 3Khz 3 制作过程 1 熟练掌握 Protel 99se Pretus 等软件的操作 2 根据老师提供的电路设计组合电路 并理解其工作原理 3 用 Protel 99se 画出原理图 并自主设计封装 生成 PCB 图 4 PCB 图的布局及连线 5 打印 PCB 图并转印至铜板上 6 对铜板进行腐蚀 7 元器件的焊接 8 完善电路板 4 检测 1 检查电路板 是否有断线 如有断线进行修补 2 给电路板通电 检测电路上的 LED 是否能运行 是否能实 现调光 3 若不能点亮则检查元器件是否焊接错误 尤其是电容 二极 管的方向 4 若是电路板灯亮 而不能调光 则检查是否有虚焊 漏焊的 位置 5 能点亮且能调光的 则用示波器观看波形是否满足设计要求 1 3khz 的频率及占空比由 20 100 的调节 5 分析 电路不能按照预期要求运行的原因主要有以下几点 1 电路图