小功率led驱动电源的研究与设计

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑小功率led驱动电源的研究与设计 一 阻容降压 1. 阻容降压的原理和应用电容降压实际上是利用容抗限流，而电容器实际上起到一个限制电流和动态安排电容器和负载两端电压的角色。2. 采纳电容降压时应留意以下几点依据负载的电流大小和沟通电的工作频率选取适当的电容，而不是依据负载的电压和功率，限流电容必需采纳无极性电容，不能采纳电解电容。而且电容的耐压须在400V以上，最抱负的电容为聚丙烯金属薄膜电容。电容降压不能用于大功率条件，一般用于5W以下小功率应用场合，电容降压不适合动态负载条件，电容降压不适合容性和感性负载，在LED电源的驱动方面应用上适合单电压应用。3.

2、 阻容降压式简易电源的基本电路如（图1） C1为降压电容器， VD1, 2, 3, 4为桥式整流二极管， VD5是稳压二极管， R1为关断电源后C1的电荷泄放电阻。4. 器件选择电路设计时，应先测定负载电流的精确值，然后参考示例来选择降压电容器的容量。由于通过降压电容C1向负载供应的电流Io, 实际上是流过C1的充放电电流Ic.C1容量越大，容抗Xc越小，则流经C1的充、放电电流越大。当负载电流Io小于C1的充放电电流时，多余的电流就会流过稳压管，若稳压管的最大允许电流Idmax小于Ic-Io时易造成稳压管烧毁。为保证C1牢靠工作，其耐压选择应大于两倍的电源电压。泄放电阻R1的选择必需保证在规

3、定的时间内泄放掉C1上的电荷。5. 实际参数计算方法已知C1为0.33F, 沟通输入为220V/50Hz, 求电路能供应负载的最大电流。C1在电路中的容抗Xc为：Xc=1 /（2 f C）= 1/（2*3.14*50*0.33*10-6）= 9.65K流过电容器C1的充电电流（Ic）为：Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA.二 线性驱动电路1. 典型的电路如（图2） 2. 工作原理R3为恒流电阻， 利用R3的压降来掌握TL432的开关， 在利用432的开关来掌握Q1的导通从而达到输出恒流的目的， 选择432的目的是利用432基准为1.21V来降低在R3上的损耗。电流恒

4、流值之为1.21/R3, R1选择依据Q1的放大倍数来选取。3. 应用场合留意事项此电路建议应用在单电压输入， 输出电流小电流的LED电源驱动上， 比如球泡灯， T管等， 一般建议输出电流在100mA下。同时输出电压越接近输入会比较好， 这样避开Q1的的压降过大而造成损耗过大， 效率较低， 因此LED的使用也最好串联使用。三 恒流二极管驱动电路1. 典型的电路如（图3, 图4） 2. 工作原理抱负的恒流源是一种内阻为无穷大的器件， 不论其两端电压为何值， 其流经的电流永久不变。当然这种器件是不行能存在的。实际的恒流二极管相当于一个在肯定工作电压范围内 例如25-100V其电流恒定为某一值例如2

5、0mA.其等效电路如图5所示。 其内阻为Z, 并联的电容大约为4-10pF.其典型的伏安特性如图六所示。 它在某一个电压范围内有一段恒流区间， 在这个区间， 流经的电流几乎不变， VL为到达IL的电压值， IL大约为0.8Ip.3. 应用留意事项由于恒流二极管需要肯定的电压Vk才能够进入恒流， 所以太低的电源电压是无法工作的。通常这个Vk大约在5-10V左右 所以大多数采纳电池供电的LED是无法工作的， 最大电流由于恒流二极管的功耗受到限制， 所以过大的电流也是不合适的。例如1W的LED通常需要350mA, 恒流二极管就很难供应， 目前比较合适的使用场合就是沟通市电供电的LED灯具采纳许多小功

6、率LED串联也就是高压小电流的状况是最为合适；但是由于恒流二极管的耐压有肯定的限制 所以它所能汲取的电源电压变化也是有限的。就拿100V耐压的CRD来说用在220V市电电源里都还只能应付有限的电压变化。220V经过桥式整流以后它的输出直流电压大约为264V.假如市电变化+10% -15%就相当于整流后为290187V, 电压变化103V.已经超过其耐压了。由于LED伏安特性的非线性 所以很难用公式来表示。总之当市电电压降低时LED中的电流就会随市电电压的降低而降低。其亮度也会跟着变。 典型应用电路中图3为典型的应用电路， 图4为加了阻容降压的应用电路为了应对低电压的输出场合。四 采纳单极PFC

7、的Buck电路随着目前法规和能效的需求， 针对LED应用提出高PF以及适应全电压范围都能牢靠工作的要求， 并且朝小型化方面进展， 因此之前的填谷式的PFC电路也需要增加两个高压电容因体积的限制不太适合应用。有鉴如此， 国内外许多厂商都推出了适应球泡灯和T管之类的非隔离电源应用驱动方案， 下面就以通嘉科技的LD7832做为典型介绍。1. LD7832介绍LD7832是一款应用在Buck电路中采纳TM模式掌握的高PF值LED驱动掌握芯片， 应用外围元件少最大限度的削减了PCB尺寸， 爱护功能齐全， 满意各项功能测试和牢靠性应用测试的要求， 设计调试相当简洁， 最大限度的满意客户要求快速设计上线量产

8、并满意法规的需求， 适合在30W以下球泡灯， T管等产品应用， 为了适应不同需要， LD7832有外置MOS和内置MOS（2A）不同的版本供选择。2. 特点内置600V高压启动电路高PFC功能掌握器高效过渡模式掌握低成本设计应用外围零件最少电流调整精度高宽范围 UVLO （17V开， 8V 关）Vcc 过电压爱护功能ZCD欠压爱护功能Cs短路爱护功能环路开路爱护功能IC内部OTP爱护功能（针对集成MOS IC）250mA/-500mA驱动力量3. 工作原理LD7832是采纳电压模式掌握在边界条件下工作的固定开通时间的PFC掌握器， 利用IC的Comp电压和IC内部的Ramp信号做比较来打算MO

9、S的开通时间。工作原理波形如下图7。 在半个输入电压周期内， 掌握TON固定， 则电感电流峰值跟随输入电压峰值， 且相位相同， 实现高功率因素PF, 有如下等式：LT）t（V）t（IONIN）peak（L= （1）4. 典型应用线路 5. 关键零件参数设计5.1 Buck电感设计先确定最大占空比， 再由输出LED电压， 电流算出Buck电感量：D= VLED/VINDC （2）L=【（1-D）*VLED】/（2*FSW*ILED） （3）5.2 Iled 电流设定LD7832内置的定电流电压准位为0.2V, 由此：ILED=0.2/Rs （4）5.3 Zcd 参数设计 LD7832 ZCD的内

10、部电压钳位在0.3-5V,IC通过检测ZCD pin电压来掌握Gate on/off并且确保IC工作在TM模式，同时此Pin还具有OVP爱护功能，假如IZCD200uA,ZCD OVP功能启动，加上Rz2的目的是为了削减高电压输入时对ZCD pin的干扰，误触发ZCD 的OVP.建议的Rzcd（RZ1）电阻取值如下式，Rzcd阻值建议至少大于100k:1.3*uA2005V）（VR）（ZCDOUTZCD（Rz1）_OVP? （5）-假如没有Rz21.3*uA2005/Rz25V）（VR）（ZCDOUTZCD（Rz1）_OVP+? （6）-假如加上Rz25.4 Vcc设计参考图8, Zenor取值依据VOUT电压设计， 一般Vcc取值设定在16V左右， Zenor=Vout-Vcc, Vcc电容设定在10-22F.5.5 Comp 参数选择建议的Comp