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针对大功率LED使用的低成本电源凯时娱乐开户

来源:http://www.sdsyue.com 责任编辑:觊时娱乐共羸欢乐 更新日期:2018-10-14 09:47

  针对大功率LED使用的低成本电源

   因为大功率LED越来越多地应用于一般照明,商场对驱动这些LED的离线电源的需求日益添加。因为LED的V-I (电压-电流) 特性,这种电源的输出电流有必要是恒流。本文将评论以方便功率开关 (FPS) 为根底的电源,通过初级端调理完成次级恒流输出。因为该电源无需运算放大器和光耦合器来安稳输出电流,因而在需求安全阻隔的状况下其本钱效益十分好。

  
传统的恒流输出PSU

  
图1所示为传统的恒流输出离线电源,根据反激式拓扑结构,在输入电压为85 VRMS 到 265 VRMS时供给700mA的电流和5.1V的最大输出电压。依照其技能数据,该电源应能驱动3W的大功率LED。这个电路简略易懂:市电输入的整流 (BD1 - BD4) 和滤波 (C2、C3 和L1),后接一个带FPS FSQ510的反激电路。

  
在具有完成先进开关电源的一切功用的集成电路系列中,FSQ510是“最小型”的成员,并且是集成了700V Sense-FET的单芯片器材,而那些功率较大的成员都是双芯片器材,包含一个控制器和一个独自的VDS=650V的Sense-FET。因为这个系列中一切成员的基本功用和行为简直相同,因而,对选用FSQ510的电源评论可适用于整个系列。将电源接入市电,就可通过该器材的内部发动电路开端作业,即由内部高压JFET对C8充电,使其到达典型的13V发动电压。一旦到达这个电平,内部Power-MOSFET就进入开关作业状况,电源开端正常作业。此刻,JFET关断以下降电源功耗;而FPS™则由独自的变压器绕组供电,经D2整流以及R7 和 C8滤波。

  


图1:传统恒流输出电源

  
RS2 和 RS3与DS1 和C82构成一个箝位电路 (俗称“缓冲器”) 网络,吸纳储存在变压器漏电感中的能量。这是为了将漏极电压约束在安全电平上。

  
变压器副边电压经D1整流和C4滤波,并经L2和C5后滤波。输出电压经R2、R3、R5、R6、U1和 U2构成的电路调理。U1将回馈信号耦合到初级,而C6和R17则构成频率补偿电路,然后构成安稳的死循环。

  
本例中的实践输出电流由并联电阻R11R13R14来检测,并凭借Q1和U1来调理。当并联电阻上的压降超越Q1的VBE时,U1的LED中将有电流流过,这会使FPS™回馈引脚上的电压下降。这样,Power-MOSFET的占空比减小,最终使输出电压以致输出电流减小。因为双极性晶体管 (BJT) 的VBE对温度十分灵敏,因而添加了由R10和NTC THR1构成的补偿电路。R8 和 R9的作用是截止U2,避免电压回路影响电流调理回路的正常运作。

  
R12、R15、R16、D4和C10构成了完成FPS™中功率MOSFET的准谐振开关功用的电路。准谐振开关指对漏极电压进行监督,MOSFET仅在漏极电压最小时才导通。这儿利用了这样一个物理现实,即当储存在变压器中的能量悉数转移到次级后,就会呈现漏极电压振动。这种振动是由变压器的激磁电感和MOSFET的漏极-源极电容构成的谐振电路形成的。因为开关在最小漏极电压时导通,开关损耗大幅下降,EMI功能得到进步。这个同步电路实践上没直接连接到MOSFET的漏极,而是连接到波形相同但电压起伏更低的变压器绕组VCC。

  
选用初级调理的恒流电源

  


在反激式变换电路中,无需专门调理电路,就可很好地调理输出电压。这是因为 (如疏忽寄生效应) 两个输出电压的比率等于各自变压器绕组匝数之比率,因而可以调理,比方VCC绕组电压,然后在无需光耦合器的状况下取得适当安稳的阻隔输出。图2所示为选用初级稳压的电源,依然不具有恒流的特性。

  

图2:选用初级稳压的电源,具有稳定输出电压

  
这种电源的大多数电路与选用次级调理的电源相同,但反应回路彻底不同。

  
如前所述,回馈来自对FPS供电的同一个变压器绕组。该电压经D3整流,加在发作芯片VCC的R2/C7,以及对回馈电压进行滤波的R4/C4上。一般来说,回馈信号也可取自C7。但因为需求适当大的电容来支撑发动电流耗费,最好选用具有不同时间常数的附加通道。齐纳二极管D7为用作差错放大器的Q1供给基极电流。假如此刻VCC和输出电压升高,该晶体管的基极电流也将增大,然后下降FPS™回馈引脚上的电平,凯时娱乐开户这类似于选用光耦合器回馈的电源。

  
至此,电源还作业在恒压形式,怎么将其变成电流源呢?假如剖析接连导通形式下反激开关的输出电流与峰值MOSFET电流之间的联系,就可知道:要得到稳定的输出电流,峰值MOSFET电流有必要与输出电压VOut成正比,与输入电压VIn成反比。在非接连导通形式下,漏电流有必要与VOut平方根成份额,并在理论上与VIn无关。

  
电源中所选用的FPS™ 功率开关FSQ0170RNA有一个名为‘ILim’的输入,这个输入有助于结构初级调理电流源,可以设置MOSFET的最大峰值漏电流。办法是在这个输入引脚上接上一个电阻或从该引脚汲取必定的电流。假如电阻接在这个引脚上,峰值漏电流就不会超越某一设定值。

  
凭借图3可以解说该电流源的原理。从图中可清楚地看出,只需添加一些本钱最低的无源部件,就可将这个恒压PSR电源变成电流源。

  


图3:选用初级调理完成的恒流输出电源

  
在该电路中,VCC绕组正负电压都经D5整流,且各自都经一个R/C电路 (分别为R3/C5和 R4/C4滤波电路) 过滤。通过C4的正极部分正比于输出电压,而通过C5的负极部分与电源的输入电压有关,相对于初级侧接地为负。只需负载电流小,D7、R8、 R9 和 Q1构成的调理回路的作业方式与图2中的相同。与图2不同的是,R8没有连接到初级接地上,而是连接到C5的电压负极。只需电源作业在电压形式下,包含D7阴极的节点处电压就简直等于Q1的基极电压VBE,且只要很小的电流从引脚4流过R7。当负载电流添加,初级侧的峰值电流也将添加,当到达主要由R7决议的初级侧最大峰值电流时,输出电压开端下降,这也会使D7阴极的电压下降;而流过R7的电流将会添加,这是MOSFET峰值电流进一步下降的成果。恰当挑选R7,这个峰值电流就能正比于输出电压,而输出电流就简直是稳定的。R6用于补偿输出电流随输入电压添加而发作的改变。在恒流形式时,Q1处于负偏置状况,因而彻底关断。在恒压电源中,这意味着呈现了毛病,VFB引脚上的电压将升到6V,器材将关断。为了避免这种状况发作,在电路上添加了R10。

  
因为电流源的输出电压会随负载明显改变,因而VCC绕组的电压也会明显改变。因而,有必要恰当挑选绕组匝比,使芯片电源电压在最小输出电压下高于FPS™的欠压确定电平。因为VCC电压规模可能较宽,有必要添加齐纳二极管D6 ,以避免芯片进入过压关断状况。

  


图3所示的LED镇流器电路图,可以在欧洲市电输入状况下输出700mA标称电流来驱动3到5个大功率LED。图4所示为输出特性,在极小负载电流下,电压升得很高,这在PSR电源中很常见,在中比及较高电流规模,电压适当稳定。这一段不是LED镇流器的关注点,重点是,在恒流形式下负载电流在宽输出电压规模下坚持稳定。

  

图4:图3所示电源的V-I特性。

  
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  (作者:Michael Weirich)
 

  

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