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1、 找电源工作上-电源英才网小 功 率 LED 驱 动 电 源 技 术 拓 扑 方 案随 着 全 球 各 国 日 益 注 重 节 能 减 排 的 要 求 ， LED 作 为 新 光 源 以 其 高 效 节 能 越 来 越得 到 广 泛 的 应 用 。 下 面 主 要 介 绍 关 于 小 功 率 段 1-30W 之 间 的 LED 驱 动 应 用 非 隔 离技 术 方 面 的 介 绍 。一 阻 容 降 压 ：1. 阻 容 降 压 的 原 理 和 应 用 ：电 容 降 压 实 际 上 是 利 用 容 抗 限 流 ， 而 电 容 器 实 际 上 起 到 一 个 限 制 电 流 和 动 态 分配 电 容
2、 器 和 负 载 两 端 电 压 的 角 色 。2. 采 用 电 容 降 压 时 应 注 意 以 下 几 点 ：根 据 负 载 的 电 流 大 小 和 交 流 电 的 工 作 频 率 选 取 适 当 的 电 容 ， 而 不 是 依 据 负载 的 电 压 和 功 率 ， 限 流 电 容 必 须 采 用 无 极 性 电 容 ， 不 能 采 用 电 解 电 容 。 而 且 电容 的 耐 压 须 在 400V 以 上 ， 最 理 想 的 电 容 为 聚 丙 烯 金 属 薄 膜 电 容 。 电 容 降 压 不能 用 于 大 功 率 条 件 ， 一 般 用 于 5W 以 下 小 功 率 应 用 场 合 ，
3、 电 容 降 压 不 适 合 动 态 负载 条 件 ， 电 容 降 压 不 适 合 容 性 和 感 性 负 载 ， 在 LED 电 源 的 驱 动 方 面 应 用 上 适 合单 电 压 应 用 。3. 阻 容 降 压 式 简 易 电 源 的 基 本 电 路 如C1为 降 压 电 容 器 ， D1, 2, 3, 4为 桥 式 整 流 二 极 管 ， ZD1是 稳 压 二 极 管 ， R1为 关 断 电 源 后 C1的 电 荷 泄 放 电 阻 。4. 器 件 选 择电 路 设 计 时 ， 应 先 测 定 负 载 电 流 的 准 确 值 ， 然 后 参 考 示 例 来 选 择 降 压 电 容 器的
4、容 量 。 因 为 通 过 降 压 电 容 C1向 负 载 提 供 的 电 流 Io, 实 际 上 是 流 过 C1的 充 放 电电 流 Ic.C1容 量 越 大 ， 容 抗 Xc 越 小 ， 则 流 经 C1的 充 、 放 电 电 流 越 大 。 当 负 载 电流 Io 小 于 C1的 充 放 电 电 流 时 ， 多 余 的 电 流 就 会 流 过 稳 压 管 ， 若 稳 压 管 的 最 大允 许 电 流 Idmax 小 于 Ic-Io 时 易 造 成 稳 压 管 烧 毁 。 为 保 证 C1可 靠 工 作 ， 其 耐 压选 择 应 大 于 两 倍 的 电 源 电 压 。 泄 放 电 阻 R
5、1的 选 择 必 须 保 证 在 规 定 的 时 间 内 泄 放 掉 C1上 的 电 荷 。5. 实 际 参 数 计 算 方 法 ：已 知 C1为 0.33 F, 交 流 输 入 为 220V/50Hz, 求 电 路 能 供 给 负 载 的 最 大 电 流 。C1在 电 路 中 的 容 抗 Xc 为 ：Xc=1 /（ 2 f C） = 1/（ 2*3.14*50*0.33*10-6） = 9.65K流 过 电 容 器 C1的 充 电 电 流 （ Ic） 为 ：Ic = U / Xc = 220 / 9.65 = 22mA.二 线 性 驱 动 电 路 ：1. 典 型 的 电 路 如2. 工 作
6、原 理 ：R3为 恒 流 电 阻 ， 利 用 R3的 压 降 来 控 制 TL432的 开 关 ， 在 利 用 432的 开 关 来控 制 Q1的 导 通 从 而 达 到 输 出 恒 流 的 目 的 ， 选 择 432的 目 的 是 利 用 432基 准 为1.21V 来 降 低 在 R3上 的 损 耗 。 电 流 恒 流 值 之 为 1.21/R3, R1选 择 根 据 Q1的 放 大 倍 找电源工作上-电源英才网数 来 选 取 。3. 应 用 场 合 注 意 事 项 ：此 电 路 建 议 应 用 在 单 电 压 输 入 ， 输 出 电 流 小 电 流 的 LED 电 源 驱 动 上 ， 比
7、如 球 泡 灯 ， T 管 等 ， 一 般 建 议 输 出 电 流 在 100mA 下 。 同 时 输 出 电 压 越 接 近 输 入 会比 较 好 ， 这 样 避 免 Q1的 的 压 降 过 大 而 造 成 损 耗 过 大 ， 效 率 较 低 ， 因 此 LED的 使 用 也 最 好 串 联 使 用 。三 恒 流 二 极 管 驱 动 电 路1. 典 型 的 电 路 如2. 工 作 原 理理 想 的 恒 流 源 是 一 种 内 阻 为 无 穷 大 的 器 件 ， 不 论 其 两 端 电 压 为 何 值 ， 其流 经 的 电 流 永 远 不 变 。 当 然 这 种 器 件 是 不 可 能 存 在
8、 的 。 实 际 的 恒 流 二 极 管 相 当 于 一 个 在 一定 工 作 电 压 范 围 内 例 如 25-100V 其 电 流 恒 定 为 某 一 值 例 如 20mA.其 等 效 电 路 如 图 5所 示 其 内 阻 为 Z, 并 联 的 电 容 大 约 为 4-10pF.其 典 型 的 伏 安 特 性 如 图 六 所 示 。它 在 某 一 个 电 压 范 围 内 有 一 段 恒 流 区 间 ， 在 这 个 区 间 ， 流 经 的 电 流 几 乎 不变 ， VL 为 到 达 IL 的 电 压 值 ， IL 大 约 为 0.8Ip.3. 应 用 注 意 事 项由 于 恒 流 二 极 管
9、 需 要 一 定 的 电 压 Vk 才 能 够 进 入 恒 流 ， 所 以 太 低 的 电 源 电 压是 无 法 工 作 的 。 通 常 这 个 Vk 大 约 在 5-10V 左 右 所 以 大 多 数 采 用 电 池 供 电 的LED 是 无 法 工 作 的 ， 最 大 电 流 由 于 恒 流 二 极 管 的 功 耗 受 到 限 制 ， 所 以 过 大 的 电流 也 是 不 合 适 的 。 例 如 1W 的 LED 通 常 需 要 350mA, 恒 流 二 极 管 就 很 难 提 供 ， 目前 比 较 合 适 的 使 用 场 合 就 是 交 流 市 电 供 电 的 LED 灯 具 采 用 很
10、 多 小 功 率 LED 串 联也 就 是 高 压 小 电 流 的 情 况 是 最 为 合 适 ； 但 是 由 于 恒 流 二 极 管 的 耐 压 有 一 定 的 限 制 所 以 它所 能 吸 收 的 电 源 电 压 变 化 也 是 有 限 的 。 就 拿 100V 耐 压 的 CRD 来 说 用 在 220V 市 电电 源 里 都 还 只 能 对 付 有 限 的 电 压 变 化 。 220V 经 过 桥 式 整 流 以 后 它 的 输 出 直 流 电 压 大约 为 264V.如 果 市 电 变 化 +10% -15%就 相 当 于 整 流 后 为 290187V, 电 压 变 化103V.已
11、 经 超 过 其 耐 压 了 。 因 为 LED 伏 安 特 性 的 非 线 性 所 以 很 难 用 公 式 来 表 示 。总 之 当 市 电 电 压 降 低 时 LED 中 的 电 流 就 会 随 市 电 电 压 的 降 低 而 降 低 。 其 亮 度 也 会 跟 着变 。 典 型 应 用 电 路 中 图 3为 典 型 的 应 用 电 路 ， 图 4为 加 了 阻 容 降 压 的 应 用 电 路 为 了应 对 低 电 压 的 输 出 场 合 。四 采 用 单 极 PFC 的 Buck 电 路随 着 目 前 法 规 和 能 效 的 需 求 ， 针 对 LED 应 用 提 出 高 PF 以 及
12、适 应 全 电 压 范 围都 能 可 靠 工 作 的 要 求 ， 并 且 朝 小 型 化 方 面 发 展 ， 因 此 之 前 的 填 谷 式 的 PFC 电路 也 需 要 增 加 两 个 高 压 电 容 因 体 积 的 限 制 不 太 适 合 应 用 。 有 鉴 如 此 ， 国 内 外 很多 厂 商 都 推 出 了 适 应 球 泡 灯 和 T 管 之 类 的 非 隔 离 电 源 应 用 驱 动 方 案 ， 下 面 就 以通 嘉 科 技 的 LD7832做 为 典 型 介 绍 。1. LD7832介 绍LD7832是 一 款 应 用 在 Buck 电 路 中 采 用 TM 模 式 控 制 的 高
13、 PF 值 LED 驱 动 控 制芯 片 ， 应 用 外 围 元 件 少 最 大 限 度 的 减 少 了 PCB 尺 寸 ， 保 护 功 能 齐 全 ， 满 足 各项 功 能 测 试 和 可 靠 性 应 用 测 试 的 要 求 ， 设 计 调 试 相 当 简 单 ， 最 大 限 度 的 满 足 客户 要 求 快 速 设 计 上 线 量 产 并 满 足 法 规 的 需 求 ， 适 合 在 30W 以 下 球 泡 灯 ， T 管 等 找电源工作上-电源英才网产 品 应 用 ， 为 了 适 应 不 同 需 要 ， LD7832有 外 置 MOS 和 内 置 MOS（ 2A） 不 同 的 版本 供 选
14、 择 。2. 特 点 内 置 600V 高 压 启 动 电 路高 PFC 功 能 控 制 器高 效 过 渡 模 式 控 制低 成 本 设 计 应 用 外 围 零 件 最 少电 流 调 整 精 度 高宽 范 围 UVLO （ 17V 开 ， 8V 关 ）Vcc 过 电 压 保 护 功 能ZCD 欠 压 保 护 功 能Cs 短 路 保 护 功 能环 路 开 路 保 护 功 能IC 内 部 OTP 保 护 功 能 （ 针 对 集 成 MOS IC）250mA/-500mA 驱 动 能 力3. 工 作 原 理LD7832是 采 用 电 压 模 式 控 制 在 边 界 条 件 下 工 作 的 固 定 开
15、 通 时 间 的 PFC 控 制 器 ，利 用 IC 的 Comp 电 压 和 IC 内 部 的 Ramp 信 号 做 比 较 来 决 定 MOS 的 开 通 时 间 。 工作 原 理 波 形 如 下 图 7.在 半 个 输 入 电 压 周 期 内 ， 控 制 TON 固 定 ， 则 电 感 电 流 峰 值 跟 随 输 入 电 压 峰 值 ，且 相 位 相 同 ， 实 现 高 功 率 因 素 PF, 有 如 下 等 式 ：LT） t（ V） t（ IONIN） peak（ L= （ 1）4. 典 型 应 用 线 路 ：5. 关 键 零 件 参 数 设 计5.1 Buck 电 感 设 计先 确
16、定 最 大 占 空 比 ， 再 由 输 出 LED 电 压 ， 电 流 算 出 Buck 电 感 量 ：D= VLED/VINDC （ 2）L=【 （ 1-D） *VLED】 /（ 2*FSW*ILED） （ 3）5.2 Iled 电 流 设 定 ：LD7832内 置 的 定 电 流 电 压 准 位 为 0.2V, 由 此 ：ILED=0.2/Rs （ 4）5.3 Zcd 参 数 设 计 ：LD7832 ZCD 的 内 部 电 压 钳 位 在 0.3-5V,IC 通 过 检 测 ZCD pin 电 压 来 控 制Gate on/off 并 且 确 保 IC 工 作 在 TM 模 式 ， 同 时 此 Pin 还 具 有 OVP 保 护 功 能 ， 如果 IZCD200uA,ZCD OVP 功 能 启 动 ， 加 上 Rz2的 目 的 是 为 了
