可以使用該原理圖電路設計一個非常簡單的高效Gu10 led燈泡驅動器電源電路,可用作GU10燈的LED驅動器。
這款高效 Gu10 LED 燈泡 LED 驅動器設計用于使用少量外部元件在 12 VAC 至 0 VAC 的輸入電壓范圍內以 3.90 A 的電流驅動 265 V/10.605 A。
這款 Gu605 LED 燈泡驅動器電源使用 Power Integrations 的 LinkSwitch-II 系列LNK《》DG IC。
該LNKDG提供一系列復雜的保護功能,包括開路控制環(huán)路和輸出短路條件下的自動重啟。正如你在電路圖中看到的,這種LED驅動器需要很少的外部電子元件。
LinkSwitch-II 系列的 LNK605DG IC 是一款集成控制器和 700 V 功率 MOSFET,適用于 LED 驅動器或充電器應用。
整流和濾波后的輸入電壓施加到T1變壓器初級繞組的一端,變壓器初級繞組的另一端由U700中集成的1 V功率MOSFET驅動。漏感漏極電壓尖峰受由D1、R3、R4和C3組成的RCDR箝位限制。
變壓器的次級由D3整流(選擇肖特基勢壘類型以提高效率)并由C7濾波。
電阻R1和C6可抑制高頻振鈴并降低二極管電壓應力。
T1變壓器必須有30匝從NC到引腳1(使用0.221毫米銅線),從引腳80到引腳1(使用2.0毫米銅線)有15圈,從引腳15到引腳7(使用8.0mm銅線)有4圈,從引腳A到引腳B(使用16.0mm銅線)有2圈。
雖然大功率LED現(xiàn)在還不能大規(guī)模取代傳統(tǒng)的照明燈具,但它們在室內外裝飾、特種照明方面有著越來越廣泛的應用,因此掌握大功率LED恒流驅動器的設計技術,對于開拓大功率LED的新應用至關重要。LED按照功率和發(fā)光亮度可以劃分為大功率LED、高亮度LED及普通LED。一般來說,大功率LED的功率至少在1W以上,目前比較常見的有1W、3W、5W、8W和10W。已大批量應用的有1W和3W LED,而5W、8W和10W LED的應用相對較少。預計大功率LED燈會在2010年上海世博會上大量應用,因此電子和照明行業(yè)都非常關注LED照明新技術的發(fā)展應用。 中國照明網技術論文·LED照明
恒流驅動和提高LED的光學效率是LED 應用設計的兩個關鍵問題,本文首先介紹大功率LED的應用及其恒流驅動方案的選擇指南,然后以美國國家半導體(NS)的產品為例,重點討論如何巧妙應用LED恒流驅動電路的采樣電阻提高大功率LED的效率,并給出大功率LED驅動器設計與散熱設計的注意事項。
大功率LED發(fā)展非常迅速,已經成為在各種照明場合成為主流照明光源,了解和熟悉LED驅動電源的朋友也越來越多。毫不夸張的說,LED驅動電源將直接決定LED燈的可靠性與壽命,今天給大家簡單分析一個LED驅動電路,供大家學習。
一,先從一個完整的LED驅動電路原理圖講起。本文所用這張圖是從網上獲取,并不代表具體某個產品,主要是想從這個圖中,跟大家分享目前典型的恒流驅動電源原理,同時跟大家一起分享大牛對它的理解,希望可以幫到大家。那么本文只做定性分析,只討論信號的過程,對具體電壓電流的參數量在這里不作討論。某LED驅動電路原理圖,這是一款可AC/DC輸入方式的LED驅動電路,使用無電解電容。是比較典型的LED驅動電路。
二,原理分析:為了方便分析,幾個部分來講
1:輸入過壓保護---主要是雷擊或者市沖擊帶來的浪涌
如果是DC電壓從“+48V、GNG”兩端進來通過R1的電阻,此電阻的作用是限流,若后面的線路出現(xiàn)短路時,R1流過的電流就會增大,隨之兩端壓降跟著增大,當超過1W時就會自動斷開,阻值增加至無窮大,從而達到保護輸入電路+48V不受到負載的影響)限流后進入整流橋, R1與RV構成了一個簡單過壓保護電路,RV是一個壓敏元件,是利用具有非線性的半導體材料制作的而成,其伏安特性與穩(wěn)壓二極管差不多,正常情況顯高阻抗狀態(tài),流過的電流很少,當電壓高到一定的時候(主要是指尖峰浪涌,如打雷的時候高脈沖串通過市電串入進來),壓敏RV會顯現(xiàn)短路狀態(tài),直接截取整個輸入總電流,使后面的電路停止工作,此時,由于所有電流將流過R1和RV,因R1只有1W的功率,所以瞬間可以開路,從而保護了整個電路不被損壞。
2、整流濾波電路:當交流AC輸入時,則橋式整流器是利用二極管的單向導通性進行整流的最常用的電路,將交流電轉變?yōu)橹绷麟?。當直流DC(+48V)電壓直接進入整流橋BD時,輸出一個上正下負的直流電壓,如果+48V電源本身也是直流的,那整流橋的作用就是對輸入起到的是極性保護作用,無論輸入是上正下負還是上負下正都不會損壞驅動電源,通過C1\C2\L1進行濾波,圖3是一個LCΠ型濾波電路,目的是將整流后的電壓波形平滑的直流電。
3、箝位吸收電路:圖4紅框內為箝位吸收電路。箝路電路存在的理由其實就是保護IC里面的MOS管,其過程為 --整流濾波以后的電壓分成2路,一路通過變壓器繞組后進入U1的TK5401的第7、8腳,下文會介紹U1,先看箝位這一路,這路是通過R1、C3、 D2然后也連到7、8腳,這個R1、C3、D2就組成了一個簡單的箝位電路,主要功能就是用來吸收尖峰和浪涌的,和RV壓敏電阻作用不同的是,RV主要是防止打雷或者市電沖擊起到保護作用,箝位功能是吸收變壓器TRANS2-2繞組兩端的反向電動勢,消除自激振蕩,起到快速復位作用,為變壓器一個周期做準備,如果變壓器得不到復位就會飽和,會失去感抗, R1和C3組成了一個RC充放電回路,用來反向積累的電動勢,D2主要是隔離作用,變壓器在正半周的時,感應電動勢為上正下負時,使整過環(huán)路處于斷開狀態(tài),而變壓器進入負半周時,給箝位電路提供通路,快速將電動勢環(huán)路處于斷開狀態(tài),而等變壓器進入負半周時,給箝位電路提供通路,快速將電動勢釋放,從而達到保護IC里頭的MOS管不被尖峰擊穿而損壞。
4、 U1工作原理:這款LED驅動IC--TK5401驅動器,主要的特點是為無需在應用電路上使用電解電容器而設計的。該IC的主要特點是高低電壓過流保護補償,不需要電解電容的高PF值。內置高電壓功率MOS管650/1.9歐姆,支持通用交流輸入電壓 AC85V--265V,該IC的驅動電路通過脈沖檢測漏電流峰值,在D/ST(7腳,8腳)端電壓高于OCP電壓時關閉功率MOS管,漏電流保護連接在 s/ocp(1腳)和GND(3腳)間的電流采樣電阻。當采樣電阻的壓降達到OCP電壓閥值,就關閉功率MSG管。
通俗一點說,該電路的變壓器采用反激式工作方式,如圖5:即變壓器的初級和次級的相位是相反的,在同一時間,兩者相關180度。
整流濾波后通過變壓器繞組然后進到IC的7、8腳,這個7、8腳就是IC里面MOS管的“D極”也叫漏極,接地的是“S極”也叫源極,整過電源電壓的變換都由D極”和S極兩個引腳的接通和斷開來實現(xiàn),就是它們工作時會一直處在接通和不接通狀態(tài),反復的接通和斷開使變壓器實現(xiàn)在電--磁-電的變換,至于它是怎么進行接通和不接通的?這個頻率又是多少?下面分析一下工作過程:
①第一次變換的建立:當U1上電,通過7、8腳連通的內部啟動電路給供電,使用U1開始工作,此時U1將輸出方波脈沖傳遞給U1內部MOS管的“G 極”也叫柵極,使D極和S極接通,這時D極和S級等電位,而S極又是接地的,等于把變壓器的一端瞬間接地,從而產生回路,變壓器是感性元件,電流不能突變,所以它自身會產生感抗來阻止電流突變。按照線性的曲線進行變化,慢慢上升,為了能夠阻止它突然,它會產生一個與它相反的感應電壓勢來抑制它,這樣一來,下面的繞組和次組繞組就會跟著產生電動勢,從而產生電壓,電—磁—電轉換的機理也在于此,當然這是變壓器和磁性材料本身具有的特性。