LED驱动电源技术

LED驱动电源led驱动电源的简介LED的发光原理是在它两端加上正向电压,使半导体中的少数载流子和多数载流子发生复合,放出过剩能量,从而引起光子的放射.LED驱动电路的主要功能是将沟通电压转换为恒流电源,同时依据LEDLEDledLED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.用LED作为显示器或其他照明设备或背光源时,需要对其进展恒流驱动,主要缘由是:1、避开驱动电流超出最大额定值,影响其牢靠性.2、获得预期的亮度要求,并保证各个LED二是驱动电路应保持较低的自身功耗,这样才能使LED的系统效率保持在较高水准.PWM(脉宽调制)技术是一种传统的调光方式,它利用简洁的数位脉冲,反覆开关LED驱动器,系统只需要供给宽、窄不同的数位式脉冲,即可简洁地实现转变输出电流,从而调整LED的亮度.该技术的优点在于能够供给高品质的白光,以及应用简洁,效率高。升压是LED驱动电路的重要任务,而电感升压和电荷泵升压是两种不同的拓扑模式.“由于LED是由电流驱动的,而电感在进展电流转换时效率最高,因此电感升压方式最大的90%无论在照明应用还是背光应用领域,提高驱动电路的转换效率都是产品设计者必需面对的问题.提高转换效率,不仅有利于可携式产品延长待机时间,同时也是解决LED散热问题的重要手段.在照明领域,由于使用大功率LED,因此提高转换效率就显得尤为重要.LED要小的特性,否则将使具有较高效率的LED由于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.所以应尽可能不承受电阻或串联稳压电路来作为LEDLEDLED保持恒定。LED概述LED是一种固体光源,当它两端加上正向电压,半导体中的少数载流子和多数载流子发生复合,放出的过剩能量将引起光子放射.承受不同的材料,可制成不同颜色有发光二极管.作为一种的光源,近年来各大公司和争论机构对LED的争论方兴未艾,使其光效得以大大提高,昆士莱公司目前已研发并生产出光效到达100Lm/W以上的白色LED,已到达白炽灯的水平.和白炽灯的相比较,LED在性能上具有很多优点,见下表:表1白炽灯与白色LED的性能比较随着对LED争论的进一步深入,其光效将进一步得到提高,而其本钱将一步下降,在不久的将来LED取代白炽灯甚至荧光灯而进展成21种趋势.的光源呼唤的大功率LEDLED驱动电路的争论,拥有自主学问产权,在此研发领域已占据了世界领先的地位.LED驱动电路概述与荧光灯的电子镇流器不同,LED驱动电路的主要功能是将沟通电压转换为恒流电源,并同时完成与LED的电压和电流的匹配.LED1LED功能：将沟通电压转换为直流电压，并同时完成与LED的电压和电流匹配。LED图2.2.1简洁LED组成：电源隔离变压器、AC/DCCRR应当比LEDRLEDS不应取的太大。仅适用于固定的并且LED数量较少的LED阵列。高档的LED图2.2.2高档的LED组成：EMI滤波器、AC/DCPFC电流反响和把握器以及MOSFETLED0.9，THD2050000h1%～100%调光功能，过压过流保护功能。LEDFlybackMOSFET的通断由把握IC流反响，电路将一个基准电压或电流信号Sref与LED负载电压或电流信号Shoad送入信号把握器与之进展比较，误差信号经过处理后送回初级IC中进展处理，当负载电流因各种因素而产生变化时，初级把握IC电容降压式LED1〕LEDLED的电容降压电路利用两只反向并联的LED对降压后的沟通整流，应用于夜光灯、按钮指示。图2.2.3简洁LED2〕承受压敏电阻的电容降压LED图2.2.4压敏电阻的电容降压LEDCVD～VDCC1.2R〔或瞬1 1 4 2 3 V变电压抑制二极管LED不被瞬间高压击穿。LEDV而定，V400VI 13)承受可控硅的电容降压LED可控硅SCRRLEDSCR3而对电流分流作用，使LED工作于恒流状态，从而避开LED因瞬间高压而损坏。图2.2.5可控硅的电容降压LEDDC-DC作用：将各种直流的电压变换为另一电平直流电压。适宜的电平，再经整流滤波恢复到所需的直流输出值。DC-DC一个共同的电流通路。他磁通耦合磁性元件来实现。非隔离开关变换器①降压式变换器图2.3.1降压式变压器〔a〕V>VV/N=D(D为占空比) 2.3.1IN O O②升压变压器③升降压式变换器

图2.3.2升压式变压器〔b〕V<VIN O

2.3.22.3.3图2.3.3升降压式变换器输出电压平均V大于或小于输入电压V 它们的极性相反O IN，④逆向变换器将输入电压变换成一较低的反相输出电压

2.3.5①单端正激DC/DC

2.3.6图2.3.4单端正激DC/DCT：隔离变压作用 L:续流电感，起能量储存和传递作用VD：整流VD：续流N：复1 0 1 2 r位绕组，实际应用中，此绕组用RCD吸取电路取代。特点：变压器使用无气隙磁芯，铜损小，温升小，纹波电压小，必需增加储能电感L，0一次二次绕组极性是一样的。原理：当功率管通时，变压器一次绕组中电流建起，变压器中将有正向历磁电流流过，偏二极管VD，在向负载传递的同时，也储存在电感中，当管子截止时，变压器绕组的电压反转，二次回路中二极管VD反偏截止，而续流二极管VD正偏导通，将储存在电感L的能2 0量馈送给负载。N绕组和二极管VD供变压器退磁之用，即在功率管截止期间D二极管正偏导通，形成r r r反向鼓舞电流，使磁芯中残存能量返回输入直流端。②单端反激DC/DC图2.3.5单端反激DC/DCT1：变压器，起隔离、传递、储存能量的作用。即在开关管θ导通时NP储存能量，开关管θNPNS释放能量，在输出端加电感L0和电容C0组成低通滤波，Cr、Rr、VDrRCDVD1整流。优点：电路构造简洁，适用于200W以下电路，多路输出交调特性较好。③双管正激DC/DC图2.3.6双管正激DC/DCTL〔能量储存和传递〕变压器初级无需再有复1 0VDVDVDVD1 2 3 4④双管反激DC/DC图2.3.7双管反激DC/DCθθθθNNN的漏感将通过VD1 2 1 2 P S P 1VD返回输入信号，可省去RCD2⑤半桥DC/DC图2.3.8半桥功率变换器电路T变压器起隔离、传递能量作用，θN绕组上承受一半的输入电压，副边绕1 1 P组电压使VD1导通，反之亦然。VD1、VD2、L0、C0输出回路。特点：解决推挽功率变换电路失衡问题，又不增加任何电路简洁的功率变换电路，R、C、1 1RC分压作用，直流电压值约为V1/2C=CR=R2 2 i 1 2 1 2功率变压器一次电压削减1/2，一样功率输出条件下，管子工作电流将增大。C的作用：因两管导通时间的差异所造成压差波形，也起隔绝任何直流进入变压，3防止变压器饱和，选用无极性薄膜电容。两个调整管是相互交替翻开的，波形相位差大于180o,但存在确定死区时间。⑥全桥DC/DC图2.3.9全桥DC/DC主要特点：a)变压器利用率比较高，空载能量可以反响给电网，电源效率高。b)静态A静差，动态响应速度快，系统稳定，抗高频干扰力气强。⑦推挽式DC/DC图2.3.10推揽式DC/DCT1起隔离、传递能量作用，在θ1开通时，变压器T1NP1绕组工作并耦合到副边的NS1绕组，在开关管θ1关断时，NP1NS1释放能量，反之亦然。在电路设计中，开关管两端应设有RC组成吸取电路，以吸取开关管关断时所产生的尖峰浪涌。特点：a)在任何工作条件下，开关管都承受两倍的输入电压，用于大功率级b)两开关管相互交替翻开，两组驱动波形的相位差要大于180o，存在确定死区时间。c〕此电路与半桥变换器一样，也存在确定的偏磁问题。⑧电荷泵的工作特性特点：a)转换效率高，无调整电容式电荷泵的转换效率为9085%。b)静态电流要小，可实现节能。c〕输入电压低，尽可能利用电池的潜能。d〕噪声小。e〕功能集成度高，尺寸小。f〕足够的输出调整力气。g〕本钱低。h〕待机状态下，关闭电荷泵，消耗电流近乎于零。C、C构成电1 2荷泵反转电路。振荡器输出脉冲信号把握SS，经反相器把握SS1 2 3 4图2.3.1