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LED驱动电路简介[4]

2007-10-25  来源:上海时代之光照明电器检测有限公司 俞安琪  有42389人阅读

  LED 驱动电路除了要满足安全要求外,另外的基本功能应有两个方面,一是尽可能保持恒流特性,尤其在电源电压发生±15%的变动时,仍应能保持输出电流在±10%的范围内变动。


图6

  电路是采用2 块专用IC 电路的LED 驱动电路,该电路采用IC1 型号VIPEr22A 是ST公司生产的智能功率开关集成模块,内部具有PWM 控制电路和一个0.7A/730V 的VDMOS 场效应功率管,IC2 的型号为TSM1101,该IC 内部具有2.5V 的基准电压及两个由运放器组成的比较器,从R6 上取得LED 的工作电流信号输入到IC2 中的CC 比较器,通过比较放大后,反馈到前级。从R4 和R5 分压器上取得LED 的工作电压信号,输入到IC2 中的CV 比较器,通过比较放大后也反馈到前级,两个比较器的反馈信号都是通过光电耦合器(型号SFH610A)耦合到IC1 控制极。IC1 自身产生高频信号来使自身的VDMOS 管不断地工作在导通与截止之间,当电源电压变化时造成N3 上电压变化以及当LED 电流和电压发生变化时,这些信号都被反馈到IC1控制极,使IC1 产生的高频信号的占空比(或称脉宽)发生变化,使自身的VDMOS 场效应功
率管的导通/截止时间比例发生变化,从而达到使N2 输出的电压和电流实现恒定输出的目的。图6 中变压器N1 是初级绕组,N2 为次级功率输出绕组,N3 是IC1 的偏置(工作)绕组,N4是IC2 的偏置(工作)绕组.从电路分析可看出,N2 是附于隔离式安全电压输出(28V)绕组,N4 和N2 与输出电路直接连接,为了保证安全标准的要求,输出电路与和电网有直接连接的电路必须实现完全的隔离,所以电路中反馈信号通过高耐压的光电耦合器再反馈到前级的,变压器内的N2 和N4 与NI 和N3 之间在结构上必须满足安全隔离变压器的要求。


  图6 电路的最大特点是:
  1、电源电压在很宽的范围内工作时,(约180V~265V)能保证LED 的恒功率输出,并且
LED 可实现无频闪输出。

  2、实现安全隔离的安全电压输出,甚至是安全超低电压输出。

  3、IC2 如果采用TSM104,可实现0~100%的光输出连续调节。

  应注意:N1 和N2 以及高频变压器磁芯是功率输入和输出的通道,整个电路的效率高低主要取决于这三个因素。其它方面几乎无潜力可挖。应采用磁芯截面足够的磁芯以及保持N1 和N2 较低的电流密度,这样才能使该电路的转换效率达到较高的程度,当LED 输出功率为8W时,效率约在80%~85%之间,当LED 输出功率为20W~40W 时,效率约在85%~90%之间。

  综上所述可以看出,LED 在工作时需要有稳流、稳压的元件,但是此类元件应具备自身承担的分压高,但功耗要小的特性,否则将使具有较高效率的LED 因为驱动电路的工作功耗太大而使总体系统的效率大为降低,有悖于节能高效的宗旨。所以应尽可能不采用电阻或串联稳压电路来作为LED 驱动器的限流主电路,而应该采用电容,电感或有源开关电路等高效电路,这样才能保证LED 系统的高效率。采用串联式集成恒功率输出电路,可以使LED 的光输出在很宽的电源范围内保持恒定,但一般的IC 电路会因此而使效率有所下降。采用有源开关电路可以保证在较高的转换效率下实现电源电压大幅度变化时恒功率输出。LED 在目前阶段,其光效还远未达到可以取代三基色荧光灯的程度,但是以其独特的长处,可以在安全特地电压(游泳池,划水池内水下灯具,矿灯)条件下高效工作。此外,在直接采用绿色电能(太阳能,风能等),以及应急照明方面也有着其独特的优势。尤其在调光方面,LED 不仅可实现0~100%的调光,并且可保证在整个调光过程保持较高光效,并且不损害LED 的寿命,而气体放电灯则很难做到这一点。

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