進(jìn)化版LED串離線驅(qū)動(dòng)器介紹

對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，恒流法要優(yōu)于恒壓法。在本文提出的電路中，常用于LED的恒壓穩(wěn)壓器被換成一個(gè)恒流源。另外，一個(gè)起動(dòng)限流器用于抑制大的浪涌電流，而電壓斬波器則可以用于寬達(dá)96VRMS~260VRMS的交流輸入電壓范圍。

本文的概念來(lái)源于2011年登載的兩篇設(shè)計(jì)實(shí)例( 參考文獻(xiàn)1與參考文獻(xiàn)2)，經(jīng)過(guò)改進(jìn)，以低成本改善了功率效率。圖1和圖2中的電路都有著相同的無(wú)電感斬波器，以及有爭(zhēng)議的功率效率問(wèn)題。為提高功率效率，應(yīng)遵循以下兩個(gè)原則：斬波器電阻的熱耗應(yīng)盡量小; 斬波器應(yīng)在適當(dāng)?shù)拈撝惦妷篤TH時(shí)做切換。另外，VTH應(yīng)盡量接近于LED串的工作電壓。這種方法盡可能地減少了恒流穩(wěn)壓器(CCR)的功耗，同時(shí)能維持一個(gè)恒定的LED電流。

圖3電路是遵循以上原則的一個(gè)實(shí)例，功率效率約為85%.穩(wěn)壓器IC1和R5構(gòu)成一個(gè)20mA的CCR.LED串中包含足夠數(shù)量的LED，在20mA時(shí)需要120 V .R6上的電壓提供了一種間接測(cè)量LED電流的方法。

VTH是全波整流器橋的輸出電壓，經(jīng)R1到R3的分壓，超過(guò)D5的68V偏壓，使Q 1導(dǎo)通，Q 2關(guān)斷。Q 2導(dǎo)通時(shí)， C 1快速充電到VTH， 然后通過(guò)LED串緩慢放電，直到交流線的下一個(gè)半周期。[!--empirenews.page--]

在C1放電結(jié)束時(shí)，VTH不得低于維持 LED工作所需要的120V電壓，也不能超過(guò)最低交流電平VRMS的1.414倍。當(dāng)LED需要120V電壓時(shí)，還要加上IC1所需要的3V輸入-輸出壓差，再加上R5的1.25V電壓，于是最低C1電壓將是124.25V.為簡(jiǎn)化起見，本圖取整到125V.

如圖4所示，在一個(gè)10 ms的50 Hz半周期內(nèi)，C 1放電時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于充電時(shí)間。在此期間，C 1兩端的峰峰值大約為20 mA×10 ms / 22 μF =9.09 V 。于是，UC1-MAX= 125 V +9.09 V=134 .09 V.簡(jiǎn)單起見該值取整為135 V.這個(gè)值就是VTH，任何大于該值的電壓都會(huì)使Q 1導(dǎo)通，而由Q2斬?cái)唷?/p>

當(dāng)Q 1 導(dǎo)通時(shí)， 圖3 中R 4 在260VRMS輸入時(shí)的功耗小于20mW，而R 1- R 2- R 3- D 5分壓器功耗小于100mW.與LED的2.4W功耗相比，這個(gè)結(jié)果幾乎可忽略不計(jì)。這些電阻值較大，因此功耗也低。R3用于精確調(diào)節(jié)VTH，以配合 LED串上的實(shí)際壓降。

電路中有一個(gè)起動(dòng)限流器，用于限制通過(guò)C1和Q2的浪涌電流，浪涌電流的出現(xiàn)是在剛達(dá)到VTH前的周期，正好加上了交流電時(shí)。限流電阻會(huì)降低每個(gè)周期的效率，而R9只將上電浪涌限制在1.35A，直至C2充電到足以導(dǎo)通Q3時(shí)為止。

當(dāng)交流輸入增加時(shí)，斬波器的功耗略有上升， 而功率效率則稍有下降，如表1所示。

這個(gè)改進(jìn)的電路可以工作在96 V ~260 Vac ( 50 Hz ) 。對(duì)較大的LED電流，建議提高C1的容量，降低電阻R5阻值。如果LED工作電壓不同，則應(yīng)重新計(jì)算一些參數(shù)，計(jì)算方法同上。LED工作電壓越低，交流輸入電壓也可以越低。本設(shè)計(jì)實(shí)例亦可適用于60Hz交流電。

作者注：

1. 采用大電流通孔電阻，或幾只串聯(lián)的表面安裝電阻，要能承受的電壓至少為400V.考慮短路時(shí)的安全問(wèn)題，建議使用一根熔絲。

2. 新手實(shí)驗(yàn)的安全警告：本電路中有可致死電壓，測(cè)試與使用期間要特別小心?？赡艿脑?，用一個(gè)隔離變壓器，使電路的交流輸入懸浮于大地，不要對(duì)示波器機(jī)殼懸浮。示波器地沒有隔離，因此不能與電路相連接。

3. 在加有交流電壓時(shí)不要按下按鍵。為保證維護(hù)時(shí)的安全，按鍵使C1通過(guò)R10到D8完全放電。