LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压...
LED - 基于MC34063A的LED用恒流驱动电路的设计
3.1.1单端反激式开关电源模块
如图2所示,接通6V电源,通过R1给VT2提供小量的基极电流,经VT2放大后,再输入VT1基极,使VT1进入放大区。当VT1进入放大区后,在RS触发器的作用下,VT1很快进入开关振荡状态。振荡频率高达70kHz。此时N1就像一只电感接到6V电源上,其线圈电流随时间增长,电能逐渐转化成磁能存储在磁芯中。在VT1截止关断器件,感应电势反向,接在N2上的二极管VD2导通。通过改变N1、N2线圈的匝数比,可以改变在N2端获得的感应电压值。
3.1.2器件参数选择
1)CT为振荡器定时电容,它与振荡器工作频率有关,CT一般在470~1500pF范围内取值。R3为VT2的集电极电阻。它与输入电压VIN有关(输入电压VIN大,R3取得大一些),此处取100Ω。
2)为了保证开关管VT1不过流,外设Rsc限流电阻来检测此电流,并控制振荡器,使开关管峰值电流不超过1.5A。Rsc的阻值可按公式Rsc=0.3(V)/Ipk(A)计算,式中Ipk为开关管峰值电流,此值不大于1.5A。此处Rsc取0.22Ω。
3)在电路达到恒流稳态输出时,流过LED的理论电流为IL=0.30A,即流过取样电阻R5的电流I5=IL=0.30A。理论阻值R5=1.25/IL=1.25V/0.300A=4.2Ω
考虑到恒流驱动电路的输出可能发生断路或开路,为了保证使用安全,设置短路保护和开路过压保护是必需的。在输出端加接电阻R3和稳压二极管VDW引入电压负反馈后,就能起到过压保护作用,将过压值限制在VDW的击穿值。
4.电路测试
在进行方案设计后,实际制作了如图4所示的大功率LED驱动电路。其中所选LED为1W的白光LED,理论额定工作电流约为300mA。在接通外部电源后,通过改变串联LED负载的个数进行了电路调试。实验中获得的数据如表1所示。
表1输出恒流特性实测数据
其中,当LED负载为1个时,变压器N1:N2=1:1;当LED负载为2个时,变压器N1:N2=1:2;当LED负载为3个时,变压器N1:N2=1:3。理论的恒定电流为:I0=1.25/R5=1.25/4.2Ω=0.30A
根据表中数据可见:在较宽输入电压范围(4~4.5V)和宽LED负载变化范围(1~3个LED串联)内,输出电流恒定,为0.30A,能满足大功率LED驱动电路的恒流供应。
5.总结
本文设计的LED驱动电路,驱动电流实验数据与理论数据基本一致,验证了电流状态为恒流输出,说明本文提出的大功率LED恒流驱动电路的方案是可行的。相对于线性恒流等其它驱动电路,开关恒流驱动成本较低,元器件少,宽电压输入,稳定性好,从而具有广泛的应用前景。如果能够将电容采用金属电容,无电解液更可以提升整个电路的使用寿命。
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