LED電源的挑戰(zhàn)

　　LED作為新型的電光源，在制作大型發(fā)光立體字和發(fā)光標(biāo)識中有著明顯的優(yōu)勢，其控制電壓低，成本低，可靠性高。雖然LED產(chǎn)品在國內(nèi)外市場有著愈演愈烈的 發(fā)展趨勢，但是LED照明畢竟是新興的產(chǎn)業(yè)，目前還沒有廣泛的普及，因此LED驅(qū)動(dòng)電源不可避免的在各方面存在著挑戰(zhàn)：首先，由于LED的正向電壓會(huì)隨著 電流和溫度而變化，其“色點(diǎn)”也會(huì)隨著電流和溫度而漂移，為了保證LED的正常工作，就要求其驅(qū)動(dòng)器無論在輸入條件和正向電壓如何變化的情況下都要限制電 流。其次，如果需要LED調(diào)光，通常采用的是脈寬調(diào)制調(diào)光技術(shù)，典型的PWM頻率是1~3kHz.最后，LED驅(qū)動(dòng)電路的功率處理能力必須充足，且功能強(qiáng) 固，可以承受多種故障條件，易于實(shí)現(xiàn)。

　　本文所介紹的方案采用Panasonic松下MIP553內(nèi)置PFC可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)電路的芯片，與外部非隔離底邊斬波電路合成作為基本的電路結(jié)構(gòu)，輸出穩(wěn)定的電流用以滿足LED工作的需要。同時(shí)設(shè)計(jì)保護(hù)電路來保護(hù)負(fù)載。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，控制器芯片能穩(wěn)定工作，并且可以實(shí)現(xiàn)27V的恒壓輸出和350mA的恒流輸出。

　　LED電源的基本工作原理

　　采用BUCK變換器、IPD控制實(shí)現(xiàn)開關(guān)電源，輸出恒定的電流和電壓，驅(qū)動(dòng)LED燈。電路的總體框圖如圖1所示。

　　電容高亮度LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案

　　主電路部分，在市電之后緊接著接了一個(gè)濾波器，它的作用是濾除電源中的高次諧波以及電源中的浪涌，使得控制電路受電源的干擾小。輸入整流部分采用一體式的整流橋，通過二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫㈦娖皆诹泓c(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換為單向的脈動(dòng)的直流電，再在濾波電容和電感的作用下，輸出直流電壓。經(jīng)過 MIP553和BUCK電路的調(diào)節(jié)和控制后輸出供LED使用的電壓。 LED電源的具體設(shè)計(jì)

　　輸入電路的設(shè)計(jì)

　　為了延長LED驅(qū)動(dòng)電源的使用壽命，使之與LED相匹配，必須要去除電路中的電解電容。

　　電路的設(shè)計(jì)指標(biāo)為：輸入交流電壓Vm:198-264VAC/50Hz;輸出電壓Vo:27VDC;輸出電流Io:0.35A.

　　輸入電路包括噪聲濾波裝置、安全保險(xiǎn)裝置以及輸入整流裝置，如圖2所示。

[NT:PAGE]

　　電容高亮度LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案

　　噪聲濾波裝置主要由電容C1/C2/C3和電感L1組成，其作用是在小于1MHz的頻段內(nèi)，能夠減少電磁干擾(EMI)。此裝置也可以鏈接在AC交流之后，整流裝置之前，其濾波效果是一樣的。安全保險(xiǎn)裝置由保險(xiǎn)絲和ZNR1組成，保險(xiǎn)絲主要防止有危害電路的尖峰電流產(chǎn)生的時(shí)候迅速切斷電路以保護(hù)負(fù)載;ZNR1是浪涌吸收器，對于來自輸入端的靜電和浪涌進(jìn)行吸收，以此來保護(hù)后面的電路。輸入整流裝置，是將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，輸入整流橋的選擇：整流橋二極管的電壓應(yīng)力為：

　　電容高亮度LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案

　　考慮裕量，選用TSC GBL205(VR=600V，IFAN=1A)。

　　輸出電路的設(shè)計(jì)

　　輸出電路由基本的BUCK電路和一個(gè)穩(wěn)壓二極管DD1組成。如圖3所示。

　　電容高亮度LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案

　　BUCK變換器及其優(yōu)勢

　　Buck變換器又稱為降壓變換器、串聯(lián)開關(guān)穩(wěn)壓器、三端開關(guān)型降壓穩(wěn)壓器，是一種輸出電壓等于或小于輸入電壓的單管非隔離DC/DC變換器。

　　工作中的輸入電流is，在開關(guān)閉合時(shí)，is》0;在開關(guān)打開時(shí)，is=0，故is是脈動(dòng)的，但輸出電流io在電感、二極管、電容的作用下卻是連續(xù)的、平穩(wěn)的。特別適合為LED提供工作電流。

　　FRD1的選擇標(biāo)準(zhǔn)：額定電流大于2倍的輸出電流，額定電壓大于輸入電壓，其反向恢復(fù)時(shí)間也要在100ns以內(nèi)，考慮裕量，F(xiàn)RD1的參數(shù)為：15A，600V，trr=50ns.用類似的方法選擇T1和Cout，那么其參數(shù)分別為：T1:680μH;Cout:1μF，50V.