LED路灯开关电源设计设计方案
LED路灯电源智能调光设计方案
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LED路灯电源及智能调光设计方案本文设计的LED路灯驱动电路采用市电供电且不用电源变压器,驱动电路体积大为减少。
驱动电路实现恒流驱动的同时带有PFC功能,符合当前绿色环保的要求;智能调光电路采用PWM调光方式,LED发出较纯的白光,不产生色偏。
驱动电路是由HV9931控制的Buck - Boost - Buck电路,直接由市电供电实现恒流驱动且带有PFC功能;调光方式采用PWM调光,用TLS2561 作为光强度传感器,由PIC16C62控制产生PWM调光信号控制HV9931实现智能调光。
实验结果表明该电路转换效率高,功率因数高,输入电流的THD小,白光LED 路灯光色纯正而且节能,很有市场前景而且有进一步研究的价值。
1 引言LED 被认为是绿色的第四代光源,是一种固体冷光源,具有高效、寿命长、安全环保、体积小、响应速度快等诸多优点,目前已经在城市景观装、交通信号与商业广告上广泛应用。
近年来随着制造工艺的不断发展,大功率高亮度LED 性能不断提升,价格不断下降,目前达到同样的明明效果,LED的耗电量大约是白炽灯的1 /10,荧光灯的1 /2[2].这些都使得其开始应用于一般照明中,而且很有发展前景,大有取代白炽灯和荧光灯这些传统光源的趋势,世博会上LED 灯的应用可以说代表着这个方向。
LED调光可以节能,高亮度白光LED的驱动和调光是近年来研究的热点,本文在这方面进行了些研究,并设计了一款带有功率因数校正的LED路灯驱动和智能调光系统。
2 LED 特性、驱动要求及调光方式LED 的理论光效为3001m 例.目前实验室水平达2601m /W ,市场化水平 在1201m /W 以上。
高亮度LED 的一般导通电压约为3. 0 ~ 4. 3V ,但其核心 仍是PN 结,其伏安特性与普通二极管相同。
当加在LED 上电压小于其导通电 压时,LED 上几乎没有电流通过。
但当LED 导通后,其正向电流随正向电压按 指数规律变化,很小的电压波动就会引起很大的电流变化。
路灯开关模拟电路设计报告
![路灯开关模拟电路设计报告](https://img.taocdn.com/s3/m/8489309bdaef5ef7ba0d3c87.png)
路灯开关模拟电路设计报告一、设计内容设计了一个路灯自动控制开关电路,能在天黑时自动点亮路灯,天亮后又自动关灯,利用光敏元件实现自控,电路采用直流稳压电源供电。
二、设计方案利用继电器的开关作用,来实现灯所在电路的导通与关闭,来控制灯的亮与灭。
因为是通过光来控制的,所以使用光敏原件,通过比较器输出高低电平,控制晶体管得导通和关闭来控制继电器工作与否,从而控制灯的亮和灭。
三、工作原理光敏元件收到光照时,比较器的-级(2号引脚)比+级(3号引脚)的电位高,因此比较器输出低电平,三极管处于截止状态,继电器电磁铁断开,灯所在电路断开,灯无法亮。
当光敏元件不受光照时,比较器的-级(2号引脚)比+的(3)号引脚的点位低,因此比较器输出高电平,三极管处于导通状态,继电器电磁铁被吸引,灯所在电路导通,灯亮。
四、电路原理图五、测试结果与分析当光敏元件收到光照的时候,光敏元件产生0.11MA的电流,比较器-级(2号引脚)的电位为:3.88V,+级(3号引脚)的电位为:0.7V,-级比+级电位高,比较器输出0.043V的低电平。
此时三级管中的电流近似为零,三极管处于反向截止状态,继电器不工作,灯不亮。
当光敏元件不受光照的时候,光敏元件产生4.83A的电流,比较器-级(2号引脚)的电位为:0.17V,+级(3号引脚)的电位为:0.7V V,-级比+级电位低,比较器输出0.81V的高电平。
此时三级管中的电流为:129-.⨯A,三极1092管导通,继电器工作,灯的电路接通,灯亮。
六、心得体会通过设计这个简单的路灯开关模拟电路,使我进一步熟悉了模拟电路的结构和原理,巩固了所学的知识,对三级管有了更深层次的了解。
本实验由于设计到一些老师没有讲过的东西,因此,通过网络的搜索和自己的学习掌握了这些方法,扩张了学习的深度,同时又增强了自学能力。
使我感到学习不仅仅局限于书本,更应该结合实际、从实际的生活分析考虑问题。
最后我感到模电这一门学科是一个十分重要的课程,学习好这门课程有着十分重要的意义。
LED路灯恒流驱动开关电源设计
![LED路灯恒流驱动开关电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/8cf7f805763231126edb1142.png)
LED路灯恒流驱动开关电源设计摘要LED照明驱动设计了恒流输出、空载保护、隔离输出及EMC等功能。
系应用于LED照明驱动的开关电源电路。
采用PWM自动调节实现恒流输出,稳压管过压锁定实现空载保护,电磁隔离和光隔离实现隔离输出。
经过多次的运行与检测,实践证明该电路恒流输出稳定,发热量低。
本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出。
可广泛适用于生活照明,商用照明。
关键词:LED驱动电源;发热低;恒流;隔离;低成本Driving switch power LED lighting designLED lighting design drive the constant-current output, the output and protection, isolation no-load EMC etc. Function. Is applied to the switch power LED lighting driving circuit. Using PWM automatic adjustment output voltage, the constant-current over-voltage protection tube, electromagnetic no-load realize locking and isolation realize isolation output isolation. After many operation and test, the practice has proved that the constant-current circuits, low heat stable output. This design, small size, fine-tuning feedback circuit can be set as the common 350mA LED drive or 700mA constant-current output. Life can be widely used in commercial lighting, lighting.Key words:Leds driving power;Fever is low;Constant flow;Isolation;Low cost目录1概述 (1)1.1选题的目的与意义 (1)1.2研究现状 (1)1.3系统性能指标 (1)1.4系统组成及设计思路 (2)1.5总体功能描述 (3)2硬件电路的设计 (4)2.1电路设计 (4)2.2磁路设计 (8)参考文献 (10)致谢 (10)附录 (10)1概述1.1选题的目的与意义:全球能源紧张,提高电器的效率是行之有效的方法。
150W单级LED路灯电源方案
![150W单级LED路灯电源方案](https://img.taocdn.com/s3/m/3193a4d43186bceb19e8bb5d.png)
交错并联反激简化LED 路灯电源的设计美国德州仪器半导体技术电源参考设计摘要 - 本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理,,反激变换器反激变换器均均工作于临界导通模式工作于临界导通模式,,控制芯片UCC28060/1的应用可实现LED 电源低电流纹波电源低电流纹波、、高功高功率率因数的技术要求。
通过一个150W AC/DC LED 路灯电源的实际设计路灯电源的实际设计、、测试,证明这种设计方案这种设计方案切实切实切实可行可行可行,,并与并与常规常规常规两级功率两级功率两级功率结构结构相比相比,,可实现更简洁的电路可实现更简洁的电路设计设计设计、、更低的成本要求更低的成本要求。
1. 引言LED 照明属于低碳、节能、环保的领域,这是LED 产业发展面临的又一次机遇。
LED 照明作曲借其突出的优势,成为新能源产业的研究热点之一。
根据市场研究公司iSuppli 的最新调查报告,2011年全球LED 照明市场总额将达到90亿美元,其中中国大陆LED 照明市场将有望超过300亿人民币。
目前最大的LED 照明市场是LED 背光电源,使用于笔记本电脑、液晶显示器,液晶电视、及手机中。
LED 通用照明市场已步入快速发展轨道,特别是在路灯、汽车尾灯、汽车内部和小标识灯、建筑物外墙装饰明明、政府机关的内部通用照明、户外和户内LED 显示屏、家庭射灯等,家用LED 台灯和LED 日光灯市场也已开始启动。
LED 照明已经显示了巨大的发展潜力,并已逐渐应用于城市路灯系统。
现今大多数的路灯电源方案主要由三级构成:PFC+DC/DC+恒流源,一般恒流源集成在灯具内部,因而PFC+DC/DC 构成单独的外部AC/DC 电源,一般由灯具公司外购。
由于AC/DC 电源是一种两级方案,因而其成本较高,并且控制也比较复杂,目前主要应用于特定场合中。
AC/DC 单级方案结构简单、成本低廉,并且由于使用PFC 控制芯片,可以实现高功率因数、低电流谐波的技术要求。
大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计
![大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计](https://img.taocdn.com/s3/m/bc249fe7102de2bd96058818.png)
大功率LED路灯照明驱动电源的优化设计目前LED路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题,严重制约了LED路灯的推广使用,本文针对以上问题优化了LED路灯驱动电源电路。
采用了HV9910这款灵活简单的LED驱动器IC提供电源,PWM自动调节实现恒流输出,稳压管过压锁定实现空载保护,电磁隔离和光隔离实现隔离输出。
本设计体积小,微调反馈电路可设置作为为LED驱动常用的350mA或700mA恒流输出,简化了电路的设计,提高了驱动电源的可靠性。
1、LED驱动电路研究的意义和价值LED由于节能环保、寿命长、光电效率高、启动时间按短等众多优点,成为了照明领域关注的焦点,近年来发展迅速。
由于LED独特的电气特性使得LED驱动电路也面临更大的挑战,LED驱动电路关系到整个LED照明系统性能的可靠性。
因此为防止LED的损坏,这些都要求所设计系统能够精准控制LED输出电流。
目前采用的稳压驱动电路,存在稳流能力较差的缺点,从而导致LED寿命大为缩短。
当前,直流输入LED驱动电源已经发展了较长的一段时间,电路已比较成熟,而用于市电输入照明的LED驱动电路,很多采用交流输入电容降压及工频变压器降压,电源体积过大,输出的电流稳定性差,性能很低。
目前针对市电输入的降压驱动电路是当前LED驱动市场的难点和热点。
LED照明时一种绿色照明,其驱动电源的输出功率较小,在此情况下实现电源的高效率是另一大难点。
同时,由于LED的使用寿命理论上长达10万小时,这要求驱动电源很高的可靠性。
综上,根据市场需求,为LED提供性能优良的驱动电路,具有很大的经济价值和实用意义。
2、概述大功率LED现在还不能大规模取代传统的白炽灯,但它们在室内外装饰、特种照明方面有着越来越广泛的应用,因此掌握大功率LED恒流驱动器的设计技术,对于开拓大功率LED 的新应用至关重要。
照明是人类消耗能源的一个重要方面,据研究统计,若使用固态LED光源代替传统的白炽灯和荧光灯照明,将节约全球照明能耗的50%以上,有助于缓解当前越来越紧迫的能源和环境问题。
LED路灯恒流开关电源设计
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LED路灯恒流开关电源设计电气工程及其自动化学院:周月阁指导教师:任万滨摘要:目前LED路灯驱动电源存在着输出功率低、转换效率差、功率因数不高、输出特性不稳定及可靠性差等问题,严重制约了LED路灯的推广使用,本文针对以上问题完成了LED路灯驱动电源的设计与优化。
首先根据用户提出的技术指标,提出了采用反激式DC/DC变换器为主拓扑结构,并具有有源功率因数校正环节的恒流驱动电源总体设计方案。
在参数设计中,采用基于MC33260的临界模式升压电路实现功率因数校正,采用基于NCP1230的连续模式反激电路实现DC/DC变换。
在参数设计基础上,本文研究了驱动电源的热分布和电磁兼容性问题,并进行了优化,提高了驱动电源的可靠性。
实验测试表明,本文设计的LED路灯驱动电源完全满足用户提出的性能指标,可以稳定可靠地工作在实际应用环境中。
关键词:LED;功率因素校正;恒流驱动电源;反激式变换器Abstract:Presently, the usage of LED street lamp is restricted for the reason of low power, low efficiency, low power factor,instability of output and short lifespan. This paper designsand optimizes a LED driver to solve those problems. Ascheme for constant-current driver following the user’srequirements has been developed, which applies a singleended flyback DC/DC converter as the main topology andhas an active power factor correction circuit. This paperadopts the chip MC33260 working in the critical conductionmode as the controller of the active power factor correctioncircuit, and the chip NCP1230 working in CCM mode as thecontroller of the flyback converter. Considering thermaldistribution and the EMC condition, on the base ofparameter design this paper optimizes the driver to increaseits reliability. The experiments show that the driver can fullymeet the requirements and work reliably under the actualworking conditions.Key words:LED; power factor correction; power driven by constant current; flyback converter1引言照明是人类消耗能源的一个重要方面,据研究统计,若使用固态LED光源代替传统的白炽灯和荧光灯照明,将节约全球照明能耗的50%以上,有助于缓解当前越来越紧迫的能源和环境问题。
漫谈几种led 路灯的电源设计方案
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漫談漫談幾種幾種LED 路燈的路燈的電源電源電源設計方案設計方案:LED 路燈是LED 照明中, 很重要的一個應用. 在節能省電的前提下, 由於傳統的高壓鈉燈或是鹵素燈, 發光效率遠遠不及高功率LED, LED 路燈取代傳統路燈的趨勢越來越明顯. 而隨著低耗電LED 路燈的崛起, 使得太陽能路燈變得更為可行. 低耗電的特性, 大大降低了電池的成本, 解決了偏遠地區夜間照明的問題. 市面上, LED 路燈電源的設計, 有相當多種, 早期的設計, 較重視低成本的追求, 從簡單的棋盤式連接到只做定電流控制不調整電壓的設計, 一時之間, 蔚為主流. 而隨著對LED 越來越瞭解.以及眾多IC 設計公司的新方案出爐. 到近期, 共識漸漸形成, 高效率及高可靠性的電源設計, 才是最重要的.立錡科技近年來發表了一系列LED 照明的驅動IC. 也一直關注LED 路燈的發展, 本文主要是針對幾種不同LED 路燈的應用, 提出適合的架構, 並做優缺點的分析.讓讀者能依自己公司狀況以及所設計路燈應用範圍的不同, 找出最合適的方案. 同樣的架構, 也可用於其他大功率燈具的設計中.1. 直接AC 輸入, 對6 串 LED 分別做定電流控制在以下的幾種方案之中, 這一種應該是目前效率最高, 電路成本最低的方式. 直接藉由Photo-coupler 對一次側做回溯控制, 調整輸出電壓. 相較於其他傳統方案, 少一次的switching lose. 將CS pin 的電壓固定在0.25V , 對6串LED 分別做定電流控制. IC 會偵測各串FB 的位置, 將電壓最低那串, 也就是Vf 總和最高的那串, 固定在0.5V . 此時由於各串LED Vf 值總和的不同, Vf 差異所引起多餘的電壓會落在MOS 上面, 造成些許損耗. 如果是一般對Vf 分BIN 過後的LED, 損耗應該可以控制在2%以內. 少於一般的switching lose. 若使用LLC 架構的一次側, 有機會讓整體電源效率接近90%. 基於現階段各LED 廠並不傾向提供高功率LED Vf 分Bin 的服務. 所以必需由用戶自行調整各串LED Vf 的總和, 造成大量生產時的困擾. 目前此方式較適合對效率有極端追求的方案, 特別是一些由省電的多寡來定價的項目.優點: 效率高, 成本低,缺點: AC 輸入, 一次側的設計較為複雜, 電源效率跟各串Vf 的差異有關. 適用於適用於追求高效率的路燈追求高效率的路燈2. DC 或電池輸入, 對6串 LED 分別做定電流控制多串的升壓結構設計, LED 驅動的方式與前一種類似, 差别在於由原來的AC 輸入, 改為經由adaptor 或是電池輸入. Low-side sense 的設計, 只要選擇耐壓夠的MOS, LED 可以串到相當多的數目. 相較於前面AC 輸入的方案, 設計較為簡單. 但由於多了一次升壓的switching, 效率相對較低升壓結構的設計, 在適當的範圍內, 效率對輸出電壓或是LED 數目的變化較降壓為小, 所以此架構的LED 配置較為靈活. LED 數目的變化不易導致輸出電流或效率的改變.適合需任意配置LED 數目的應用優點: 設計簡單, 電路成本低 缺點: 效率較低, 且跟Vf 相關 適合適合需靈活配置需靈活配置LED 數目的多串LED 設計3. 單串單串降壓結降壓結降壓結構構這應該是目前最普遍的方式, 設計簡單, 效率也高. 有些廠商, 仍喜歡用單串的設計, 優點是將來維修容易. 而且可以做模組化設計. 不同功率的路燈可以使用相同的燈條, 只要更換路燈面板, 插上不同數目的燈條, 就可以組合出各種不同功率的路燈. 缺點是每一串都需要獨立的電源模組, 成本較高. 而降壓的結構, 會讓LED 的數目, 受限於輸入電壓. 例如60V 的adaptor, LED 最多串到 15,16顆, 如果要設計20W 的燈條, 就需要使用較大電流的LED.此種結構, 為了使效率達到最高, 要讓輸入電壓盡可能接近輸出電壓. 也就是說,必需針對LED 的數目來調整輸入電壓, 或是adaptor 的輸出電壓. 以10棵LED 為例, 如果要達到最高效率, 就必須把輸入電壓調到約40V 左右. 而讓降壓的效率達到96%以上. 而如果調整LED 數目不相對調整輸入電壓, 會對效率造成明顯的影響參考下圖, 可發現, 降壓的效率對輸出入電壓的變化較為明顯, 在87%區域有個穩定期. 升壓雖然最大值比不上降壓, 但整體效率相對穩定, 在93%區域有個穩定期.優點: 降壓結構效率較高, 單串設計, 配置較為靈活缺點: 電路成本較高, LED 串聯數目, 受限於受限於輸入電壓輸入電壓, 要達到最高效率需適當的調整輸入電壓適合適合大多數有固定輸出輸入的路燈大多數有固定輸出輸入的路燈4. 單串單串升壓結升壓結升壓結構構同樣的單串設計, 升壓結構的最大效率會較降壓結構稍低, 但是LED 串聯的數目, 不再受限於輸入電壓, 而是由MOS 來決定. 所以可以串聯較多的LED. 由於大多數的太陽能電池, 輸出電壓都不高, 因此太陽能路燈, 較適合使用升壓結構.而選用電流模式的定電流IC, 可以讓輸出電流較不受輸入電壓變化的影響, 在電池滿載以及快沒電時, 都能讓路燈維持相同的亮度.採用此種方式的設計, 一樣的單串結構, 但對LED 數目的配置卻更為靈活. 不需要改動任何零件, 不只能串更多顆LED. LED 數目的變化對效率以及電流大小的變動也較小. 應該是本文介紹所有方式裡, 對LED 的配置, , 最為靈活的一種.優點: 串聯LED 最大最大數目不受數目不受數目不受輸入電壓輸入電壓輸入電壓限制限制, 缺點: 電路成本較高, 最大最大效率較降壓結構稍低效率較降壓結構稍低適合太陽能路燈, 及需要靈活配置LED 串聯數目的設計根據上面的分析, 列出統計表如下, 1為最好, 4為最差. 可以看出4種架構, 在不同的地方, 各有其優缺點, 應該能滿足大多數路燈或高功率燈具的設計需求. 第一種方式, 雖然有機會達到最高的效率. 但受限於目前高功率LED 不分BIN 的影響, 較難普及, 但隨著LED 生產製程的改善, Vf 的分佈會日漸集中. 而當高功率LED 的產量, 達到分BIN 的經濟規模時, 這種架構應該是最適合的.而現在也陸續有廠商, 開始推出多串但各自switching 的升壓或降壓IC. 他的優點是效率被Vf 差異所產生的影響較小. 但各串會有各自的switching lose. 而系統成本介於文中(1,2) 以及(3,4) 的方式之間. 市場的接受度, 尚有待觀察.效率材料成本研發成本單串LED 數目配置靈活度1 1 1 32 4 2 4 2 2 13 3 2 3 1 3 24 34111。
LED路灯的四种电源设计方案
![LED路灯的四种电源设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/70c2c3bd960590c69ec376ea.png)
LED路灯的四种电源设计方案LED路灯是LED照明中一个很重要应用。
在节能省电的前提下,LED路灯取代传统路灯的趋势越来越明显。
市面上,LED路灯电源的设计有很多种。
早期的设计比较重视低成本的追求;到近期,共识渐渐形成,高效率及高可靠性才是最重要的。
立锜科技近年来推出了一系列LED照明的驱动IC,也一直关注LED路灯的发展。
本文主要是针对几种不同LED路灯的应用,提出了适合的架构,并对其优缺点进行分析,以便让读者能根据具体状况和设计的路灯种类,找到最合适的方案。
方案一:直接AC输入,对6串 LED分别做恒流控制在本文介绍的几种方案之中,这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。
直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制,调节输出电压。
相对于其它传统方案,该方案的开关损耗少。
将CS的电压固定在0.25V,对6串LED分别做恒流控制。
IC会侦测FB的位置,将电压最低那串LED固定在0.5V。
此时由于各串LED的Vf值的总和不同,产生的压降会落在MOS管上,导致一些损耗。
如果是一般对Vf分BIN筛选过后的LED,损耗应该可以控制在2%以内,少于一般的开关损耗。
该方案的优点是:效率高、成本低,缺点是AC输入、需要较多的研发成本。
该方案适用于可以用AC直接输入的路灯。
方案二:DC或电池输入,对6串LED分别做恒流控制它采用多串的升压结构设计,LED驱动的方式与前一种类似,差别在于由AC输入改为DC或是由电池输入(图2)。
低压侧传感的设计只要选择适当的 MOS 管,LED可以串相当多的颗数。
相对于AC输入的方案,其设计较为简单。
但由于多了一次升压的开关,效率相对较低。
该方案的优点是:设计简单、电路成本低,缺点是效率较低。
它适合太阳能电池或通过适配器输入的路灯。
方案三:单串降压结构有些厂商仍喜欢用单串的设计,优点是维修容易,而且可以做模块化设计。
不同功率的路灯可以使用相同的灯条,只要更换面板,插上不同数目的灯条,就可以组合出各种不同功率的路灯。
LED照明驱动开关电源设计
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LED照明驱动开关电源设计引言:随着LED照明技术的发展,LED照明驱动开关电源的设计成为当前研究的热点之一、因为开关电源相比于线性电源具有高效率、小体积、轻重量等优势,被广泛应用于各种照明设备中。
设计要求:1.输出电压范围:12V;2.输出电流范围:0-1A;3.输入电压范围:100-240V;4.输出电流波动小于5%;5.效率大于80%;6.稳定性好,可靠性高。
设计方案:1. 开关电源拓扑结构选择:Boost型;2.选择合适的功率开关管和大电感元件;3.设计合适的输出电压反馈电路;4.选择合适的控制芯片;5.合理设计电源输入和输出滤波电容;6.添加过流、过压、过温等保护电路。
具体设计过程:1.电源拓扑结构选择:根据所需的输出电压和电流范围,选择Boost型拓扑结构,因为它能够提供较高的输出电压。
2.功率开关管和大电感元件选择:选择合适的功率开关管和大电感元件可以保证系统的工作效率和稳定性。
根据输出电流的要求,选择合适的功率开关管,同时根据开关频率和电感电流波动大小,选择合适的大电感元件。
3.输出电压反馈电路设计:设计一个反馈电路来控制输出电压的稳定性。
可以采用基于光耦的反馈电路,通过测量输出电压,并经转换后对控制芯片进行反馈,来实现稳定输出电压。
4.控制芯片选择:选择合适的开关电源控制芯片来调节开关管的驱动信号,以控制输出电压和电流的稳定性。
控制芯片需要具备过流、过压等保护功能。
5.输入和输出滤波电容设计:设计一个合适的输入滤波电容以减小输入电压的波动。
同时,设计合适的输出滤波电容以减小输出电流的波动。
6.保护电路设计:为了增加开关电源的可靠性,设计过流、过压、过温等保护电路来防止电源发生故障。
结论:LED照明驱动开关电源设计需要考虑多个因素,包括输出电压和电流范围、输入电压范围、效率、稳定性等。
采用Boost型拓扑结构,选择合适的功率开关管和大电感元件,设计合适的输出电压反馈电路,选择合适的控制芯片,合理设计电源输入和输出滤波电容,以及添加过流、过压、过温等保护电路,能够设计出高效率、稳定性好、可靠性高的LED照明驱动开关电源。
LED路灯设计方案
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美国国家半导体LED驱动器应用于路灯系统 Download!内容•采用美国国家半导体降压LED 驱动器的传统LED 路灯。
–LM3402–LM3404–LM3406–LM3409•采用美国国家半导体升压LED 驱动器的太阳能LED 路灯–LM3423–LM3424太阳能LED路灯系统传统LED 路灯系统调光控制mV 反馈电压即使输入电压范围很大,频率也能相对保持恒定断续连续恒定导通时间控制的优点•无需采用误差信号放大器,也无需提供环路补偿–卓越的瞬态响应–只需极少外置元件–系统成本较低–容易使用–更稳定可靠•采用固定频率模式操作–开关控制比迟滞控制方式稳定–L-C 值不会影响工作频率–较少输出纹波,可以更有效抑制电磁干扰–较易融入系统设计LM3406/06HV: 1.5A 降压LED 驱动器•内置2.0A MOSFET•V IN范围: 6V-42V (LM3406)•V IN范围: 6V-75V (LM3406HV)•利用专用的逻辑输入或电源输入电压电路实现PWM调光•无需控制环路补偿•导通时间随着输入及输出电压的变动而改动⇒无论输入电压大小以及LED 数目有什么变动,纹波电流都不会出现任何波动•低功耗关断•支持所有的陶瓷输出电容器以及无电容输出•过热保护电路•eTSSOP-14封装输出电压差采用eMSOP-10 封装驱动1W、3W、5W以及更大功率的LED本页已使用福昕阅读器进行编辑。
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检测电感器的峰值电流:利用外置并行FET 执行PWM 调光功能•PWM 调光功能由EN 节点利用外来信号加以控制。
美国国家半导体的方案有什么优点•业内最高的转换效率可以从根本上解决IC的温升问题,保证系统的可靠性。
–路灯的应用环境十分恶劣,灯头内的环境温度可高达80o C。
而一般工业级IC的最高工作结温为125o C。
因此只有解决了效率问题,才有可能保证系统的可靠性。
LED路灯的高效率电源驱动器设计
![LED路灯的高效率电源驱动器设计](https://img.taocdn.com/s3/m/14cb48c049649b6648d7475a.png)
LED路灯的高效率电源驱动器设计摘要LED光源有着独特的节能优势,因此将其利用在公共照明系统上可以起到节能的效果。
但是其对电源的要求较高,因此在对其电源控制系统的设计就成为了系统构建的重点,本文介绍了一种提高LED路灯供电效率的电源驱动器的设计思路和方法,以此为LED路灯的普及提供必要的电源保护措施。
关键词LED;电源驱动;节能高效1 LED路灯的电源驱动原理近些年随着大功率的LED发光技术的升级,大功率的白光LED进入了照明市场,越来越多的被应用于通用照明领域。
因为LED本身具有高光效、寿命长、抗浪涌能力差等特点,以此LED路灯的电源控制和驱动系统就成为了保证其功能和高效的重要基础。
为了设计出更加安全可靠的电源驱动器,必须对其工作原理进行了解。
本文对LED路灯电源驱动器的基本工作原理进行简要的介绍:主要的系统设计是处采用隔离变压器、PEC控制电源开关,并保证输出为恒定的电压,完成对LED 路灯的驱动。
因为实际中LED的抗浪涌的能力较差,尤其是对反向电压更为敏感。
所以在电源控制中应当注意对这方面的保护效果的提高。
同时,LED路灯主要的工作状况是户外,因此要增加对防浪涌的措施。
因为对其供电的电网容易受到雷电的干扰,从而产生感应电流而涌入电网,从而导致对LED的破坏。
所以电源的驱动也应当具备抑制浪涌的功能,达到保护LED的效果。
此时采用的EMI滤波电路就起到了这种防止电网谐波串入的模块,以此保护路灯的电路正常工作。
2 LED路灯的电源驱动器的设计2.1 驱动器设计简述针对LED路灯系统的电源控制器的设计需要考虑到其特地和基本要求才能达到目的。
具体的情况如下:此系统中的每个路灯的功率在100W以内;为了提高路灯的实用性,路灯的LED被分为若干小组,每组LED则是串联驱动,组与组之间为隔离驱动,保证单组损坏而不影响整个LED的工作;为了提高路灯的安全性,输入和输出系统需要有电气隔离;电源的公因数必须维持在较高的水平。
用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案
![用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/cdc7b9ffd5bbfd0a79567338.png)
用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案
摘 要:本文分析并提出了一种方案主要针对LED 路灯的高效率电源驱动器的AC/DC 部分。
电路采用了零电压开通技术降低了一次侧Mos 管的开关损耗。
本文还提出了一种可用于高输出电压情况下的混合型同步整流方案并对其工作原理和工作过程进行了较为详细的分析,并就如何减小变压器的损耗提出了一些看法。
最后,本文介绍了设计样机进行的实验结果。
1. 引言
近年来,随着大功率白光LED 技术的发展,照明产业开始面临新的机遇与挑战。
LED 越来越多地被应用于通用照明领域,道路照明则是其中一个极具潜力的重要应用领域。
由于LED 本身所特有的长寿命、潜在的高光效的特征,设计一款能够充分发挥此特征的高效率恒流驱动电源则显得尤为重要。
2. 高效率LED 电源驱动器的设计与分析
2.1 设计概述
在本次针对LED 路灯进行电源设计时,需充分考虑到此应用的特点与要求:
1)单灯最大功率不超过100W。
2)为提高路灯的可用性,灯具中LED 分为若干组,每组中LED 串联驱动,组间分别驱动,单组损坏不影响其它组LED。
3)为提高安全性,输入与输出之间需要电气隔离。
4)电源需具有较高的功率因数。
为满足以上要求,本设计采取ACPDC 恒压电源与多路DCPDC 恒流驱动级联的方式驱动多路LED。
探究可靠性最高的LED路灯电源设计
![探究可靠性最高的LED路灯电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/2e91e8e2d4d8d15abe234ef0.png)
探究可靠性最高的LED路灯电源设计一台LED路灯,点亮40颗1W的LED,就拿这个做比例,例出几种方案,以比较优势。
第一种方式,非隔离降压驱动,一串恒流,此种方式最大的好处是效率最高,40颗串起来,350MA恒流,但可靠性就不怎样,因为非隔离电路都有这种弱点,虽然效率高,效率高的原因也是因为电网中很大一部分能量是直接加在LED上,而电源的作用,只是将一部分能量暂时储存,然后适当的时候再释放,所以电网中的干扰什么的,很容易加在LED 上,而LED是一种非线性的负载,当电流稳定的时候,电压是在一定值上,这个电压一般是3。
3V左右,当电网里有一个瞬间高压过来时,一般该叫它浪涌电压时,因为LED负载是串在300V滤波电解之中的,所以过来的高压会直接加到LED两端,此时因为LED的这种特性,瞬间会有很大的电流流过,相当于短路了一样,瞬间就会击坏恒流电源的检测部分,甚至恒流源的芯片。
所以现在降压电路很多都会击坏开关管,尤其是用9910的,很多人都说,实际上,降压电源驱动LED都有这样的缺限,所以非隔离电路,虽然效率高,成本低,但也只能用于便宜的场合,那种消费品场合,能承担的了坏的风险的场合。
所以这种方式虽然效率最高,但是绝对是第一个被PASS的。
第二种,隔离方式的,高压恒流源,此种方式稍好,但效率会低于非隔离的,不过最主要一点,还是输出电压过高,电压太高了,问题总有一点,象电源这部分,短路就很容易炸坏,而且其抗输入浪涌性能,相对也还是要差一些。
事实证明,高压输出的LED驱动电源,却实没有低压输出的LED电源的可靠性要高,但低压输出的LED电源,虽然可靠性上去了,但效率就下来了。
可靠性和效率是矛盾的,只能选择一个平衡点。
正因为高压的不行,所以就想到了低压的,但低压的就必段分路数,于是就有了第三种,先恒压,再分路恒流,此种的可靠性当然是比上两种要好,但效率当然更低。
不过路灯的风险太大,首先当然还是可靠性得高,效率其次一点就好。
150W LED路灯电源方案
![150W LED路灯电源方案](https://img.taocdn.com/s3/m/b0229e7ea26925c52cc5bfa4.png)
150W LED路灯电源规格:
(有需要请加QQ:598960940 详谈,谢谢您的支持!) IC: CM6807+CM6900
PCB尺寸: L 178mm*W 80mm
电源电气参数特性
项目参数
输入电压AC 100-240V
输入频率 47-63HZ
输出电压DC 52±2V(根据LED VF值不同可做调整)
功率因素≥0.9
110V ac ≥91%(Full Load)
转换效率
220V ac ≥93%(Full Load)
纹波≤400mV
输出负载≥3.0A
输入过压保护 300±10%V AC
输出短路保护 输出短路时,输入功率≤3W
输出过流保护≤5.2A
开机延迟时间 ≤5000ms
关机维持时间≥10ms
高压测试1800V AC 60S 5mA ,初级对次级,无击穿及飞弧现象(带外壳); 3000V AC 60S 5mA ,初级对次级,无击穿及飞弧现象(裸机)。
绝缘测试500V直流电压3秒钟后进行测试,绝缘电阻不小于50 MΩ工作环境 -35℃ ~ +60℃
储存环境 -40℃ ~ +85℃
温升测试报告:
PCB顶层图:
原理图:。
针对高效率开展的LED路灯电源设计
![针对高效率开展的LED路灯电源设计](https://img.taocdn.com/s3/m/20c30cf8195f312b3069a50b.png)
针对高效率开展的LED路灯电源设计本文分析并提出了一种方案主要针对LED 路灯的高效率电源驱动器的AC/DC 部分。
电路采用了零电压开通技术降低了一次侧Mos 管的开关损耗。
本文还提出了一种可用于高输出电压情况下的混合型同步整流方案并对其工作原理和工作过程进行了较为详细的分析,并就如何减小变压器的损耗提出了一些看法。
最后,本文介绍了设计样机进行的实验结果。
引言近年来,随着大功率白光LED 技术的发展,照明产业开始面临新的机遇与挑战。
LED 越来越多地被应用于通用照明领域,道路照明则是其中一个极具潜力的重要应用领域。
由于LED 本身所特有的长寿命、潜在的高光效的特征,设计一款能够充分发挥此特征的高效率恒流驱动电源则显得尤为重要。
高效率LED 电源驱动器的设计与分析1 设计概述在本次针对LED 路灯进行电源设计时,需充分考虑到此应用的特点与要求:1)单灯最大功率不超过100W。
2)为提高路灯的可用性,灯具中LED 分为若干组,每组中LED 串联驱动,组间分别驱动,单组损坏不影响其它组LED。
3)为提高安全性,输入与输出之间需要电气隔离。
4)电源需具有较高的功率因数。
为满足以上要求,本设计采取ACPDC 恒压电源与多路DCPDC 恒流驱动级联的方式驱动多路LED。
ACPDC 部分采用反激式拓扑,输出52V ,100W。
DCPDC 部分采用国半的LED 恒流驱动芯片LM3404。
本文仅介绍AC/DC 部分的设计。
反激式电源的损耗主要在于3 个地方:1)一次侧Mos 管的损耗,包括导通损耗和开关损耗。
2)二次侧整流二极管的损耗。
3)高频变压器的损耗,主要包括铁损、铜损及漏感。
led灯电源设计方案
![led灯电源设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/03d4020f777f5acfa1c7aa00b52acfc788eb9f52.png)
led灯电源设计方案LED灯电源设计方案一、设计背景随着LED灯的广泛应用,对于LED灯电源的设计要求也越来越高。
优秀的LED灯电源设计方案能够提高LED灯的工作效率,延长使用寿命,降低能耗,满足照明需求,并且具备较高的安全性能。
二、设计原则1. 高效性:采用高效电源设计,减少能量的损耗,提高LED 灯的光电转换效率;2. 稳定性:采用稳定的电源设计,防止电压波动对LED灯工作的影响,确保其稳定长期工作;3. 保护性:采用过流、过压、过热保护设计,确保LED灯电源安全可靠;4. 环保性:采用无污染的电源设计,遵循环保原则。
三、设计方案1. 采用开关电源设计:开关电源因其高效性和稳定性被广泛应用于LED灯电源设计。
在开关电源中,通过调制开关管的导通和关断时间,可以实现高速开关,将输入电压转换为所需的输出电压,同时降低能耗;2. 采用恒流源设计:LED灯工作的关键是恒定工作电流。
采用恒流源设计能够提供恒定的电流,保证LED灯的工作效率和寿命;3. 采用电压转换器设计:将输入电压转换为适应LED灯工作的稳定电压,确保LED灯的正常工作。
同时,增加电流限制和过压保护电路,保证电压稳定,避免过压损坏LED灯;4. 采用高质量元件:选择高质量的电容、电感、压控电阻等元件,确保电源的稳定性和可靠性;5. 采用合理散热设计:合理设置散热装置,确保电源正常工作时不会过热,同时利用散热装置将产生的热量有效散发出去,避免LED灯因过热而损坏;6. 采用电源保护设计:通过设计过流保护、过压保护和过热保护等电路,确保LED灯电源的安全性。
四、总结通过采用高效、稳定、安全的电源设计方案,可以提高LED 灯的工作效率,降低能耗,延长使用寿命,满足照明需求。
在实施设计的过程中,还需注意环保要求,遵循环保原则,选择无污染的材料和元件。
同时,合理的散热设计和电源保护设计也在设计过程中必不可少。
LED路灯开关电源设计设计方案
![LED路灯开关电源设计设计方案](https://img.taocdn.com/s3/m/b0d77ca44b35eefdc8d3338d.png)
LED路灯开关电源设计设计方案LED路灯是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过弱会影响LED的发光强度,因此LED的驱动需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。
用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC(功率因素校正)和恒流问题,还需有比较高的转换效率,有较小的体积,能长时间工作,易散热,低成本,抗电磁干扰,和过温、过流、短路、开路保护等。
本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高,在LED路灯使用过程中取得满意的效果。
1 基本工作原理采用隔离变压器、PFC控制实现的开关电源,输出恒压恒流的电压,驱动LED路灯。
电路的总体框图如图1所示。
LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。
加强这方面的保护也很重要。
LED路灯装在户外更要加强浪涌防护。
由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。
因此LED驱动电源应具有抑制浪涌侵入,保护LED不被损坏的能力。
EMI滤波电路主要防止电网上的谐波干扰串入模块,影响控制电路的正常工作。
三相交流电经过全桥整流后变成脉动的直流在滤波电容和电感的作用下,输出直流电压。
主开关DC/AC电路将直流电转换为高频脉冲电压在变压器的次级输出。
变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波,输出LED路灯需要的直流电源。
PWM控制电路采用电压电流双环控制,以实现对输出电压的调整和输出电流的限制。
反馈网络采用恒流恒压器件TSM101和比较器,反馈信号通过光耦送给PFC器L6561。
由于使用了PFC器件使模块的功率因数达到0.95。
2 DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种,为了保证用电安全,本设计方案选为隔离式。
隔离式DC/DC变换形式又可进一步细分为正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等。
其中,半桥式、全桥式和推挽式通常用于大功率输出场合,其激励电路复杂,实现起来较困难;而正激式和反激式电路则简单易行,但由于反激式比正激式更适应输入电压有变化的情况,且本电源系统中PFC输出电压会发生较大的变化,故DC/DC变换采用反激方式,有利于确保输出电压稳定不变。
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LED路灯开关电源设计设计方案LED路灯是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过弱会影响LED的发光强度,因此LED的驱动需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。
用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC(功率因素校正)和恒流问题,还需有比较高的转换效率,有较小的体积,能长时间工作,易散热,低成本,抗电磁干扰,和过温、过流、短路、开路保护等。
本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高,在LED路灯使用过程中取得满意的效果。
1 基本工作原理采用隔离变压器、PFC控制实现的开关电源,输出恒压恒流的电压,驱动LED路灯。
电路的总体框图如图1所示。
LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。
加强这方面的保护也很重要。
LED路灯装在户外更要加强浪涌防护。
由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。
因此LED驱动电源应具有抑制浪涌侵入,保护LED不被损坏的能力。
EMI滤波电路主要防止电网上的谐波干扰串入模块,影响控制电路的正常工作。
三相交流电经过全桥整流后变成脉动的直流在滤波电容和电感的作用下,输出直流电压。
主开关DC/AC电路将直流电转换为高频脉冲电压在变压器的次级输出。
变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波,输出LED路灯需要的直流电源。
PWM控制电路采用电压电流双环控制,以实现对输出电压的调整和输出电流的限制。
反馈网络采用恒流恒压器件TSM101和比较器,反馈信号通过光耦送给PFC器L6561。
由于使用了PFC器件使模块的功率因数达到0.95。
2 DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种,为了保证用电安全,本设计方案选为隔离式。
隔离式DC/DC变换形式又可进一步细分为正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等。
其中,半桥式、全桥式和推挽式通常用于大功率输出场合,其激励电路复杂,实现起来较困难;而正激式和反激式电路则简单易行,但由于反激式比正激式更适应输入电压有变化的情况,且本电源系统中PFC输出电压会发生较大的变化,故DC/DC变换采用反激方式,有利于确保输出电压稳定不变。
反激式开关电源主要应用于输出功率为5~150 W的情况。
这种电源结构是由Buck-Boost结构推演并加上隔离变压器而得到,如图2所示。
在反激式拓扑中,由变压器作为储能元件。
开关管导通时,变压器储存能量,负载电流由输出滤波电容提供;开关管关断时,变压器将储存的能量传送到负载和输出滤波电容,以补偿电容单独提供负载电流时消耗的能量。
图中T1为高频隔离变压器,VQ1为CMOS功率三极管17N80C3,VD7和VD8是瞬变抑制二极管,VD6为快恢复二极管,VD5为双二极管,C3、C4、C5和C6为电解电容器。
Ubout是来自整流桥的脉动直流信号,GD是来自功率因数校正电路的控制信号。
变压器的引线l 和2组成一个绕组,给PFC器件提供工作电源,引线11和12组成一个绕组,为恒流恒压器件和比较器提供工作电源。
3 反馈网络电路3.1 恒流恒压电路本设计使用恒流恒压控制器件TSM101调节输出电压和电流,使之稳定。
电路如图3所示。
通过TSM101的控制作用,保证了电源恒流(CC)和恒压(CV)工作。
图3中,Uout+和Uout-是隔离变压器经过双二极管和电解电容器滤波的电压,再经电感L4和电容滤波后的输出为Uout+和Uout-,为本电源模块的输出电压,直接加在LED路灯上。
可调电阻器RV1和RV2分别调节输出电压和电流的大小。
R10和R11为22 mΩ的电阻,分别对电源输出的电压和电流采样。
TMS101的输出TOUT通过光电耦合器、可控硅和三极管等电路送到L6561的引脚5,通过反馈电路实现恒流控制。
器件引脚8接辅助电源,引脚4接变压器T1副边地。
3.2 比较器电路采用比较器LM258,电路如图4所示。
输出端的采样电阻两端的电压信号VR+和VR-送到比较器LM258,通过与预设电压进行比较,产生电压反馈信号DOUT。
VF为变压器T1副边绕组产生的辅助电源。
4 PFC电路本设计采用最常见的有源功率因数校正的控制器件L6561。
PFC电路工作原理如图5所示。
L6561的引脚8为电源输入端,由变压器T1的副边绕组提供;引脚7为驱动信号输出引脚,直接驱动MOS管VQ1;引脚6为参考地,该引脚和主回路的地连在一起;引脚5为过零检测引脚,用于确定何时导通MOS管。
变压器T1的引脚1和引脚2组成的绕组,通过电阻将电感电流过零信号传输至该器件的引脚5,同时比较器LM258产生的信号DOUT通过光耦、三极管、可控硅等传输至器件的引脚5,以检测输出电流。
引脚4为MOS管电流采用引脚,器件将该引脚检测到的信号与器件内部产生的电感电流信号相比较,来确定何时关断MOS管。
图2中电阻R4作为电流检测电阻,采样MOS管电流,该电阻一端接于系统地,另一端同时在MOS管的源极和器件的引脚4。
引脚3为器件内部乘法器的一个输入端,该引脚与整流桥电路输出电压相连,确定输入电压的波形与相位,用以生成器件内部的电感电流参考信号。
图5中,Ubout经3只电阻分压后传送到引脚3。
引脚2为内部乘法器的另一个输入端,同时为电压误差放大器的输出端,引脚1为系统反馈电压的输入端。
恒流恒压器件的输出TOUT通过光耦将电压反馈传送到器件的引脚1,形成输出电压的负反馈回路。
电阻R28和电容C18连接于器件的引脚1和引脚2之间,用于形成电压环的补偿网络。
5 测试结果电源模块电装完后,加上负载,用示波器对关键点测试,图6(a)为整流桥的输出电压Ubrout+,图6(b)为Ubrout+流过电感后的电压Ubout+的波形,图6(c)为双二极管的输出电压Ucout+的波形。
6 结论采用有源PFC功能电路设计的室外LED路灯电源,内置完整的EMC电路和高效防雷电路,符合安规和电磁兼容的要求。
采用电压环反馈,限压恒流,效率高,恒流准,范围宽,实现了宽输入,稳压恒流输出,避免了LED正向电压的改变而引起电流变动,同时恒定的电流使LED的亮度稳定。
整机元件较少,电路简单。
功率为90 W,功率因数达0.95。
根据用户需求可在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
大功率LED驱动电源设计方案摘要:介绍了大功率LED的特性,分析了市场上常见的驱动电源,研究了在路灯照明领域应用中为能更好地发挥大功率LED的优点,驱动电源必须满足大电流输出,以达到理想的发光强度,保证LED 使用寿命。
实验表明,采用恒流加温度补偿方式驱动LED 的设计方案可行。
大功率LED 的驱动需要直流低电压、大电流,所以传统电源并不适合直接驱动它,因此普通的降压、稳压电源必须进行必要的改进。
笔者特为工作电压为3.4 V、工作电流为350 mA 的大功率LED设计一驱动电源。
根据大功率LED 的工作特性,分析市场上常见的驱动电源,研究了在路灯照明领域的应用,为了能更好地发挥大功率LED 的优点,驱动电源必须满足大电流输出,且需要顾及散热、过压、过流、过温保护等多个因素。
本方案设计的驱动电源采用散热基板方式,既能很好地解决散热问题,采用并联齐纳管的方式来对过压、过流进行保护,采用具有温度补偿电路来保护出现过温现象,从而解决了上述几方面问题。
1 大功率LED 的光控电路由图1 可知,220 V 交流电经电容限流、桥式整流、滤波、稳压,在A, B 两端获得稳定的12 V直流电(见图1)。
在白天由于光敏电阻RG 受到自然光的照射呈现低电阻,三极管VT 的基极电位低,而被反偏置,因此VT 截止,单向可控硅VS门极为低电平被关断,LED 驱动电路未启动,所以LED 不亮。
到天黑时光敏电阻RG因无光照呈现高电阻,VT 导通,VS 的门极即有正向触发电压而导通,LED 驱动电路启动,LED 通电发光。
2 大功率LED 的驱动电源驱动大功率LED 的主要目标是产生正向电流通过器件,比较理想的白光LED 可采用MBI1802芯片来实现恒流驱动,它能抑制大功率LED 正向电压改变而造成的电流波动,可实现可控的正向电流,保证提供可控的显示亮度。
由图2 可知,通过稳压二极管(D6)可为MB1802 芯片提供稳定的驱动电压,此时通过大功率LED 的电流主要由参考电压值和MBI1802 芯片工作电压来决定(见图2)。
绝大多数显示器都需要多个LED,若设计人员灵活地驱动多个LED,应将所有LED 串联,确保每颗LED 的电流都相同。
同时,在每个LED 两端并联一个齐纳管,能为LED 提供开路保护。
若要以并联方式驱动白光LED,每个白光LED 都必须串联一个镇流电阻,为避免通过其电流出现差异,这些电阻也会消耗功率,降低电路效率,所以采用串联方式可驱动多个LED。
3 LED 电源的温度补偿及调光电路由于LED 的驱动电流设计为不随温度变化的恒流源,当LED 周围温度低于安全温度点时,输出最高容许电流并保持不变;当LED 周围温度高于安全温度点时,工作电流就不在安全区内,这将导致LED 的性能远低于标称数值。
如果LED 周围温度过高则是由LED 自身发热导致,所以为了确保LED 的性能、寿命不受影响,必须通过电路的温度补偿功能来解决这一问题。
由图3 可知,采用AVR 单片机及MBI1802 芯片的工作电压为5 V,通过MBI1802 的一个外部电阻器Rext,可以调节输出电流的范围为40~360 mA,在特定的光照下,只要不超过LED 的额定电流,可随意输出电流,这样用户可以灵活的控制LED 的光强度。
同时,MBI1802 芯片的第七脚连接AVR 单片机,根据温度传感器18B20所测到温度和检测到的光敏电阻RG 的阻值,AVR 单片机通过输出PWM 波到MBI1802 来控制其输出电流,实现LED的温度补偿,同时可以精确调节LED 亮度,进而实现LED 的调光功能。
4 恒流效果实验如果LED 的驱动未采用恒流源驱动方式,那么PN 结半导体器件在正向导通后,结电压VF随环境温度上升而下降,即-2 mV/℃,称PN 结的负温度效应,该特性直接影响它的发光效率、发光亮度、发光色度。
例如当常温30 ℃时,选择LED 最佳工作电流为135 mA,当环境温度升到90 ℃,结电压VF下降,工作电流急剧增加到265~282 mA;当温度下降至-40 ℃时,结电压VF上升,最佳工作电流将从135 mA 减小到27 mA,发光亮度也随电流的减少而降低,达不到所需的照度,如图4 中电流曲线I。
通过实验,利用Excel 软件的图表功能进行取点绘制,得到恒流效果图(见图4)。