大功率LED光源驱动电路的研究与设计 理后送回初级控制IC中进行处理,当负载电流因各种因素而产生变化时,初级控制IC可以通过控制开关使负载电流回到初始设计值上。
通过上面所介绍的三种方法的原理,对此进行了比较,各有优劣。因此,在后面的研究中应该根据系统整体需求选择合适的方法来进行驱动设计。其优缺点表现如图3.7
图3.7 LED驱动方法比较
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大功率LED光源驱动电路的研究与设计 3.2 系统电路设计
3.2.1 系统整体框图
本课题的目的是设计一款LED照明光源的驱动电路,由于LED照明灯只能用恒流电源供电,所以,本课题的主要任务是设计一款驱动电路,将220V市电转换成稳定的恒流电源。将驱动电路主要分成4个模块来设计,输入级及EMI滤波,适配器降压,PWM控制与恒压恒流转换模块,输出模块。其中,最主要的是PWM模块,要求是可以通过调节PWM的脉冲信号,使输出的恒流电路大小变化,适应多种LED照明光源的应用。 市电 (AC220V) 输入级及EMI 滤波 适配器降压 输出模块Led光源 PWM控制器 图3.8 大功率LED光源驱动电路原理框图
3.2.2 输入级及EMI滤波模块
1、整流桥工作原理
整流桥有多种方法可以用整流二极管将交流电转换为直流电,包括半波整流、全波整流以及桥式整流等。整流桥,就是将桥式整流的四个二极管封装在一起,只引出四个引脚。四个引脚中,两个直流输出端标有+或-,两个交流输入端有~标记。
图3.9 桥式整流电路图
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大功率LED光源驱动电路的研究与设计
图3.10 电压输入输出图
2、EMI滤波器工作原理
EMI滤波器通常由并联电容器和并联电容器组成的低通滤波电路,其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备,而对高频的干扰信号有较大的阻碍作用它能让低频的有用信号顺利通过,而对高频干扰有抑制作用。
图3.11 EMI滤波器的典型电路图
3、模块功能介绍
图3.12 适配降压模块图
此模块主要功能是将220V交流电通过整流桥,滤波器变成直流方波信号。此模块的输入端连接的是220V的市电,首先将其通过整流桥,将交流市电变成直流,第二步是把通过整流桥的直流电通过滤波器,去掉高频,使其输出为方波
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大功率LED光源驱动电路的研究与设计 信号,为后面PWM控制及降压做准备。
此模块中,由于输入为220V市电,所以整流桥中的四个二极管型号选用的是1N4006,在220V交流市电经过整流桥后,形成的是不稳定的直流电源,所以,在此模块中,要用到EMI滤波器,此EMI滤波器是用电阻,电容,电感串并连构成的低通滤波器,根据滤波器的输入,在电阻,电容,电感值的选取方面,所选取的两个电容是电容值为6.8uF的极性电容,两个电感都选取电感值为1mH的电感所选电阻的电阻值为4.7K。
3.2.3 降压模块 1,绕制说明
图3.13 变压器构造模块图
初级绕组
以引脚2作为起始引脚,在起始端使用材料项[5],再使用材料项[7]绕90圈(x 1线) 在2层中从左向右。 在第1层结束时,继续从右向左绕下一层。 在最后一层上,使绕组均匀分布在整个骨架上。 以引脚1作为结束引脚,使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。 偏置绕组
以引脚4作为起始引脚,在起始端使用材料项[5],再使用材料项[8]绕10圈(x 2线)。 沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。 使绕组均匀分布在整个骨架上。 以引脚3作为结束引脚,使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。 次级绕组
以引脚6作为起始引脚,在起始端使用材料项[5],再使用材料项[9]绕9圈(x 1线)。 使绕组均匀分布在整个骨架上。 沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。 以引脚5作为结束引脚,使用材料项[5]在此引脚上结束该绕组。
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大功率LED光源驱动电路的研究与设计 磁芯装配
装配并固定两半磁芯。材料项[1]。 浸渍
在材料项[6]中均匀浸渍。不要采用真空浸渍。
2 电路测试规格 参数 绝缘强度,VAC 条件 60 Hz,持续1秒钟,自引脚1,2,3,4 到引脚5,6。 规格 3000 额定初级电感量,pk-pk、典型开关频率、在引脚1到引脚2之间测量,624 μH 容差, ±% 此时所有其他绕组均开路 初级电感量容差 10.0 最大初级漏感,μH 在引脚1到引脚2之间测量,此时所有其他绕组均短路。 24.97 图3.14 变压器电路测试规格
3 材料 项 [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] 说明 磁芯:EEL16,NC-2H (Nicera)或同等规格,开气隙,使ALG为64 nH/T2 骨架:Generic, 4 pri. + 6 sec. 胶带:聚酯网胶带,宽3.20 mm 隔离带:聚酯薄膜(1 mil轴向厚度),宽17.60 mm 特富龙管 # 22 浸渍 磁线:31 AWG,可焊接,双面涂层 磁线:27 AWG,可焊接,双面涂层 磁线:25 AWG,可焊接,双面涂层 图3.15 变压器材料组成
4 反激式开关电源
反激式指在变压器原边导通时副边截止,变压器储能。原边截止时,副边导通,能量释放到负载的工作状态,一般常规反激式电源单管多,双管的不常见。
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