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1、课 程 设 计 课程名称 开关电源课程设计 题目名称 _15wLED灯驱动电路_ 学生学院 信息工程_ 专业班级_应用电子技术2 学 号3112002536 学生姓名 黄康烔 指导教师_李志忠_2014 年 12 月 30 日 目录一、课题背景 .3 1.LED的发展 2.LED恒压驱动的缺陷3.LED驱动芯片的发展4.LED驱动要求二、AP3766简介与典型应用分析41、AP3766简介2、AP3766应用原理分析三、重要参数计算.6 1、变压器参数 2、电路参数四、变压器的制作.12 1、参数计算 2、材料确认3、绕线4、包胶带5、安装CORE6、压脚7、焊锡五、实测波形分析.14 1、开
2、关管三端波形以及分析 2、万用表实测功率以及分析六、课程设计心得体会.16一、课题背景1、LED技术正在高速发展：随着技术的发展， LED的功率在不断提高与传统的照明灯相比，超高亮LED具有寿命长、可靠耐用、维护费用极为低的特点。目前的LED高效率现在已经可以达到201m/w以上。由于LED响应速度快(ns级)，如在汽车上安装高位LED刹车灯，可以减少汽车追尾事故的发生。2、采用恒压源驱动LED有缺陷，高亮LED常采用恒流源驱动：LED业界有人发现，采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性，并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此，超高亮LED通常采用恒流源驱动。恒流电源可消除正向电压变化所导
3、致的电流变化。3、高亮LED驱动芯片的发展根据高亮度LED大功率恒流驱动的特点，很多公司都推出了高亮度LED的专用驱动控制芯片，这些生产LED驱动IC的厂商包括Melexis、lnfinton(英飞凌)、Lienear Technology(凌力尔特)、Supenex Inc、Analog Devices(ADI)、通嘉科技(Leadtrend)、安茂微电子(AME)，华润矽威等等。4、LED驱动电源的具体要求 LED是低压发光器件，具有长寿命，高光效，安全环保，方便使用等优点。对于交流市电输入电源驱动，隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高，则越能发挥LED高光效，节能的优势
4、。同时高开关工作频率，高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。IEC国际电工委员会对照明灯具提出了明确的谐波要求，即IEC61000-3-2标准。同时，最新的能源之星（Energy Star）标准提出对于大于5W的LED照明产品，要求功率因数指标，即PF，必须大于0.7。 BCD半导体制造有限公司(简称BCD Semi)专注于电源管理集成电路产品的设计研发、工艺制造和销售。针对LED驱动电源的特殊要求，BCD公司推出了一系列高性价比的覆盖中小功率应用解决方案。我们根据老师提出的课程设计要求采用了BCD公司最新推出的
5、LED专用驱动控制芯片AP3766来制作一个小功率LED驱动（15W）。二、AP3766简介与典型应用分析1、AP3766简介 AP3766是BCD公司最新推出的LED专用驱动控制芯片，采用原边调整控制(PSR)技术实现高精度的恒压/恒流(CV/CC)输出，省去了副边光耦及恒压恒流控制电路，也不需要环路补偿电路实现了电路的稳定控制，并且采用SOT-23-6 小体积封装，显著缩小系统体积，降低了系统成本。AP3766具有“亚微安启动电流”专利技术，降低了系统功耗，提升了效率。能够使得效率大于80%，空载功耗小于30mW。 AP3766内置外部元件温度变化补偿及恒流CC收紧技术实现垂直的CC特性，
6、保证了量产情况下5的输出恒流精度。同时，AP3766内置软启动，过压保护，短路保护功能，提高了系统可靠性。 2、AP3766应用原理分析图一 图一为AP3766应用LED驱动电路原理图。我们可以将电路分为几个部分分析。整流电路：如图所示为整流电路，四个二极管为整流桥，在此我们选用集成整流器件。C1的作用为整流后波形的滤波作用。NTC1为功率型热敏电阻，常串联在交流电路中起电流保险作用。为了避免电子电路中在开机瞬间产生的浪涌电流，并且在浪涌电流作用后，NTC发热，且由于电流的持续作用，NTC电阻阻值下降到非常小的程度，消耗功率忽略不计。反激式开关电源电路：如图所示，为反激式开关电源电路，功能是完
7、成隔离输出和变压功能，其开关管Q1的工作由驱动AP3766来控制。反激变换部分： 如图所示、 当开关管关断时，原边绕组电感电流不能突变，原有的过电流由R10,C3,D3所构成的回路吸收。属于缓冲电路。C4,R13所组成的电路也属于缓冲电路。 开关管开通的时候T1变压器充电，负载电流由C5提供，开关管关断的时候T1变压器放电，为C5充电和负载供电。AP3766工作外围电路供电部分：R3、R4为启动电阻，上电后，交流电整流后经过R3、R4对C2充电，使得C2端达到典型启动电压18V，AP3766启动。启动后Q1所需的驱动电流和AP3766的工作电压电流由辅助绕组，R7、D2、所构成的的供电回路提供
8、。最低工作电压典型值为9V。此时，R5,C2，R7具有RC缓冲电路作用，消除电压尖峰。AP3766工作外围电路功能部分：根据芯片手册说明：CS的典型反馈电压阈值为0.51VFB的典型反馈电压阈值为3.83V辅助绕组电压经过电阻R11R12分压，连接到芯片的FB脚，作为输出电压的检测和开路保护电路。R8R9为开关Q1的电流检测电阻，经过R1后连接到芯片的CS脚，即电流采样脚芯片OUT1脚用来驱动Q1的开通和关断为此我们通过设定一个需要输出的电压值，电流值，以及AP3766的辅助绕组供电电压，来设置电路参数，使满足，CS检测电压为0.51V，FB检测电压为3.83V。那么当负载变化，电流电压发生变
9、化时，AP3766根据CS,FB这两点采集数据的偏差值，会自动调整Q1的开关频率PFM，改变原边电流，从而影响副边功率输出，实现副边的恒压恒流输出。对于AP3766的调频控制（PFM）：PFM（脉冲频率调制）是一种脉冲调制技术，调制信号的频率随输入信号幅值而变化，其占空比不变。PFM的特点是控制脉冲的频率可变。控制器中的两个单稳态电路确定了TON (最大导通时间)和TOFF (最小关闭时间)。TON单稳态电路触发第二个单稳态电路TOFF。只要电压环路的比较器检测到VOUT跌落到稳压范围以下，将触发TON单稳态电路。导通脉冲的最大值固定，如果峰值电流环路检测到达到电感电流门限的数值，则可缩短该脉
10、冲时间。三、重要参数计算输入指标： 最大输入纹波电压为10%15%：设定输出电压： 设定输出电流： 三极管频率： 总输出功率： 转换效率： 输入功率： 变压器电流纹波率： 死区比例： 工作比例： 最大占空比max: 开关管电流： 二极管电流： RCD缓冲电路： 开关管最大电压： 二极管最大电压： 输入电流等于开关管电流，输出电流等于二极管电流。充电比例Dch一般为0.150.25： 取Dch=0.2输入滤波电容： 输出滤波电容： 反馈回路参数设计：反馈电阻： R3=2MR4=1MR2=4.7MR4=15KR89=0.5 R8=0.5 R9不接 R11=5.1K R12=15K变压器参数设计及制作：变压器匝比：主：辅：变压器原边电流： 平均最大： 平均最小：峰值电流：变压器副边电流：变压器原边电感： 磁心： EE28： 匝数修正： 所需股数： 四、变压器的制作1.计算参数包括磁芯的选取，导线规格，线径，所需匝数，股数2.材料确认包括线架，磁芯（EE28），漆包线，电气胶带的选取和购买3.绕线绕线方式：1.紧密的线与线间没有空隙.整齐的绕线2.结束端回线前须贴一块横越胶布作隔离。3.每组线圈的绕线方向都必须一致（统一顺时针或者逆时针，统一以同名端或者非同名端入口方向为标准） 4.辅边绕组要绕在最外层，因为为2股导线，电流大，在里面不易散热4.组装CORE
