圖5
電路是在原鹵鎢燈電子變壓器的基礎(chǔ)上,利用高頻電感限流來(lái)實(shí)現(xiàn)LED 的穩(wěn)定工作。此電路的特點(diǎn)是,負(fù)載可根據(jù)電子變壓器功率的大小帶上幾組LED,并且可做到次級(jí)完全隔離的安全特低電壓輸出,輸出電壓12V(此時(shí)每組的 LED 為3 個(gè)),(最高輸出電壓圖5 可以到25V/空載輸出電壓可以到33V)。由于采用了高頻電流來(lái)點(diǎn)亮LED,所以輸出光的頻閃現(xiàn)象基本可消除。輸出的限流電感,可以做得體積很小,每個(gè)電感的電感量?jī)H為0.05mH~0.2mH
?。ǜ鶕?jù)LED 的電流不同,采用不同電感量的電感),只要電感采用的線徑不要太細(xì),電子變壓器的調(diào)試水平較高,這一電路在輸出功率為8W~70W 時(shí),總體效率可達(dá)80%~92%。此電路在線路功率≥25W 時(shí),還能全面滿足諧波和EMI 的要求。此電路在電源電壓變化±10%時(shí),輸出給LED 的功率變化±20%,所以應(yīng)保證在額定電源電壓下,使輸出給LED 的功率適當(dāng)小于額定值,防止過(guò)電壓時(shí)LED 超載引起過(guò)熱而影響使用壽命。
圖6
電路是采用2 塊專用IC 電路的LED 驅(qū)動(dòng)電路,該電路采用IC1 型號(hào)VIPEr22A 是ST公司生產(chǎn)的智能功率開關(guān)集成模塊,內(nèi)部具有PWM 控制電路和一個(gè)0.7A/730V 的VDMOS 場(chǎng)效應(yīng)功率管,IC2 的型號(hào)為TSM1101,該IC 內(nèi)部具有2.5V 的基準(zhǔn)電壓及兩個(gè)由運(yùn)放器組成的比較器,從R6 上取得LED 的工作電流信號(hào)輸入到IC2 中的CC 比較器,通過(guò)比較放大后,反饋到前級(jí)。從R4 和R5 分壓器上取得LED 的工作電壓信號(hào),輸入到IC2 中的CV 比較器,通過(guò)比較放大后也反饋到前級(jí),兩個(gè)比較器的反饋信號(hào)都是通過(guò)光電耦合器(型號(hào)SFH610A)耦合到IC1 控制極。IC1 自身產(chǎn)生高頻信號(hào)來(lái)使自身的VDMOS 管不斷地工作在導(dǎo)通與截止之間,當(dāng)電源電壓變化時(shí)造成N3 上電壓變化以及當(dāng)LED 電流和電壓發(fā)生變化時(shí),這些信號(hào)都被反饋到IC1控制極,使IC1 產(chǎn)生的高頻信號(hào)的占空比(或稱脈寬)發(fā)生變化,使自身的VDMOS 場(chǎng)效應(yīng)功率管的導(dǎo)通/截止時(shí)間比例發(fā)生變化,從而達(dá)到使N2 輸出的電壓和電流實(shí)現(xiàn)恒定輸出的目的。圖6 中變壓器N1 是初級(jí)繞組,N2 為次級(jí)功率輸出繞組,N3 是IC1 的偏置(工作)繞組,N4是IC2 的偏置(工作)繞組。從電路分析可看出,N2 是附于隔離式安全電壓輸出(28V)繞組,N4 和N2 與輸出電路直接連接,為了保證安全標(biāo)準(zhǔn)的要求,輸出電路與和電網(wǎng)有直接連接的電路必須實(shí)現(xiàn)完全的隔離,所以電路中反饋信號(hào)通過(guò)高耐壓的光電耦合器再反饋到前級(jí)的,變壓器內(nèi)的N2 和N4 與NI 和N3 之間在結(jié)構(gòu)上必須滿足安全隔離變壓器的要求。
圖6 電路的最大特點(diǎn)是:
1、電源電壓在很寬的范圍內(nèi)工作時(shí),(約180V~265V)能保證LED 的恒功率輸出,并且LED 可實(shí)現(xiàn)無(wú)頻閃輸出。
2、實(shí)現(xiàn)安全隔離的安全電壓輸出,甚至是安全超低電壓輸出。
3、IC2 如果采用TSM104,可實(shí)現(xiàn)0~100%的光輸出連續(xù)調(diào)節(jié)。
應(yīng)注意:N1 和N2 以及高頻變壓器磁芯是功率輸入和輸出的通道,整個(gè)電路的效率高低主要取決于這三個(gè)因素。其它方面幾乎無(wú)潛力可挖。應(yīng)采用磁芯截面足夠的磁芯以及保持N1 和N2 較低的電流密度,這樣才能使該電路的轉(zhuǎn)換效率達(dá)到較高的程度,當(dāng)LED 輸出功率為8W時(shí),效率約在80%~85%之間,當(dāng)LED 輸出功率為20W~40W 時(shí),效率約在85%~90%之間。
電子發(fā)燒友網(wǎng)技術(shù)編輯點(diǎn)評(píng)分析:
綜上所述可以看出,LED 在工作時(shí)需要有穩(wěn)流、穩(wěn)壓的元件,但是此類元件應(yīng)具備自身承擔(dān)的分壓高,但功耗要小的特性,否則將使具有較高效率的LED ,因?yàn)轵?qū)動(dòng)電路的工作功耗太大而使總體系統(tǒng)的效率大為降低,有悖于節(jié)能高效的宗旨。所以應(yīng)盡可能不采用電阻或串聯(lián)穩(wěn)壓電路來(lái)作為L(zhǎng)ED 驅(qū)動(dòng)器的限流主電路,而應(yīng)該采用電容、電感或有源開關(guān)電路等高效電路,這樣才能保證LED 系統(tǒng)的高效率。采用串聯(lián)式集成恒功率輸出電路,可以使LED 的光輸出在很寬的電源范圍內(nèi)保持恒定,但一般的IC 電路會(huì)因此而使效率有所下降。采用有源開關(guān)電路可以保證在較高的轉(zhuǎn)換效率下實(shí)現(xiàn)電源電壓大幅度變化時(shí)恒功率輸出。LED 在目前階段,其光效還遠(yuǎn)未達(dá)到可以取代三基色熒光燈的程度,但是以其獨(dú)特的長(zhǎng)處,可以在安全特地電壓(游泳池,劃水池內(nèi)水下燈具,礦燈)條件下高效工作。此外,在直接采用綠色電能(太陽(yáng)能,風(fēng)能等),以及應(yīng)急照明方面也有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。尤其在調(diào)光方面,LED 不僅可實(shí)現(xiàn)0~100%的調(diào)光,并且可保證在整個(gè)調(diào)光過(guò)程保持較高光效,并且不損害LED 的壽命,而氣體放電燈則很難做到這一點(diǎn)。
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