摘要:恒流驅(qū)動是最佳的LED驅(qū)動方式,設(shè)計采用了市電220 V給LED燈供電的開關(guān)電源式恒流源,解決了降壓、整流、變換效率高、較小的體積、較低的成本、還有安全隔離等一系列問題。經(jīng)過實物電路的調(diào)試,設(shè)計基本上能實現(xiàn)上述要求,驗證了設(shè)計方案的可行性。
關(guān)鍵詞:功率級LED;LED恒流驅(qū)動;開關(guān)電源
0 引言
在能源和環(huán)境問題日趨嚴(yán)重的今天,以高效、節(jié)能、環(huán)保以及長壽命為主要特點的大功率照明LED獲得了人們的重視。隨著其性能的提高以及生產(chǎn)成本的下降,大功率照明LED將逐步取代白熾燈和熒光燈,引發(fā)人類照明史上又一次革命。與此同時,大功率照明LED驅(qū)動集成電路的開發(fā)也由于大功率LED應(yīng)用的逐漸普及得到了長足的發(fā)展。本設(shè)計是一個開關(guān)電源式恒流驅(qū)動電路,是基于美國Power Integrations公司推出的第二代增強型高效小功率隔離式開關(guān)電源集成電路TinySwitch-II系列的TNY268來設(shè)計的。
1 電路總體結(jié)構(gòu)及設(shè)計
1.1 電路原理框圖
1.2 電路原理圖
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1.3 主要工作流程
輸入的市電(AC~220 V)經(jīng)過AC-DC整流濾波電路,接入電源隔離變壓器,單片開關(guān)電源芯片TNY268P,變壓器的次級輸出電壓經(jīng)過輸出整流濾波電路。D7、Q1為開路保護電路。
TNY268P與電源隔離變壓器以及C5構(gòu)成開關(guān)電源電路部分,電源隔離變壓器次級輸出經(jīng)過D6整流,C6、L3濾波,向負(fù)載提供直流電壓。開關(guān)恒流電源是輸出電流取樣,通過電流負(fù)反饋,穩(wěn)定輸出電流。即流經(jīng)負(fù)載的電流經(jīng)過R5、R6產(chǎn)生電流負(fù)反饋經(jīng)過光耦PC817調(diào)節(jié)TNY268P的功率輸出以達到恒流的目的。
1.4 部分電路及元器件說明
1.4.1 單片電源電路
TNY268P是把控制IC和功率MOSFET集成在一起的功率IC,它有四個功能引腳:漏極(D)、源極(S)、旁路(BP)、使能(EN),如圖3所示。
TNY268P是Tiny Switch-Ⅱ系列里的一種,是美國Power Integrations公司繼TinySwitch之后。最新推出的第二代增強型高效小功率隔離式開關(guān)電源用集成電路。用TNY268P構(gòu)成電源系統(tǒng)時,成本比分立元件PWM和其他集成/混合式電源方案低、體積小、效率和可靠性高,特別適合于要求低成本、高效率的應(yīng)用場合。
圖4為TNY268P的功能框圖,其典型應(yīng)用電路如圖5所示。
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3 調(diào)試 在制作單面板完成后,就要進行調(diào)試了,先用萬用表,檢測各部分是否焊接的恰當(dāng),是不是還有虛焊的地方,如有就要重新焊接此處,如一切正常,把電路接好通電,再進行進一步的調(diào)試。 在調(diào)試本電路的過程中,曾經(jīng)歷多次失敗,并且找不出原因。故障表現(xiàn)是:輸出電流不穩(wěn);開關(guān)振蕩也不穩(wěn)。檢查電路元件參數(shù)又與原理電路圖相符,當(dāng)時首先懷疑TNY268P質(zhì)量有問題,換了一塊新的,故障依舊。后將電路元件參數(shù)作大范圍的改變再試,也未見好的效果。正當(dāng)寸步難行時,突然想到故障不在原理上,可能就在接線工藝上:是否控制地與電源地沒有嚴(yán)格分開(混用),導(dǎo)致電源大電流通過公共地線所形成的壓降對控制端產(chǎn)生了干擾。隨后便按以下規(guī)范去做: (1)在試驗接線及制作印制電路板時,控制地與電源地必須嚴(yán)格分開,不能混用。 (2)控制極旁路支路C4應(yīng)盡可能靠近BP、S極連接。 再一試,全部故障現(xiàn)象消失,難題迎刃而解,試驗獲得成功。 4 結(jié)束語 造成LED燈使用中存在嚴(yán)重的安全隱患的原因是現(xiàn)用的開路過電壓保護方案有缺陷,它僅考慮了恒流驅(qū)動器自身安全需要,將開路電壓限制在略高于最高工作電壓之上。而對LED燈在此條件下,接上去,輸出電容C6的放電是否會對LED燈造成傷害,全然沒有顧及。理想的方案應(yīng)該是對驅(qū)動器和對LED都是安全的:開路發(fā)生后,當(dāng)輸出電壓上升到過電壓設(shè)定值時,控制電路應(yīng)馬上動作,將輸出電壓撲滅至接近于零,C6儲能很少。此方案正在探索研究中。
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