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一種經改進的LED串離線驅動器

责编:万博体育3.0发布时间:2019-12-18 11:09浏览量:72

一種經改進的LED串離線驅動器對于LED驅動來說,恒流法要優于恒壓法。在本文提出的電路中,常用于LED的恒壓穩壓器被換成一個恒流源。另外,一個起動限流器用于抑制大的浪涌電流,而電壓斬波器則可以用于寬達96VRMS~260VRMS的交流輸入電壓范圍。

本文的概念來源于2011年登載的兩篇設計實例(參考文獻1與參考文獻2),經過改進,以低成本改善了功率效率。圖1和圖2中的電路都有著相同的無電感斬波器,以及有爭議的功率效率問題。為提高功率效率,應遵循以下兩個原則:斬波器電阻的熱耗應盡量小;斬波器應在適當的閾值電壓VTH時做切換。另外,VTH應盡量接近于LED串的工作電壓。這種方法盡可能地減少了恒流穩壓器(CCR)的功耗,同時能維持一個恒定的LED電流。

圖3電路是遵循以上原則的一個實例,功率效率約為85%.穩壓器IC1和R5構成一個20mA的CCR.LED串中包含足夠數量的LED,在20mA時需要120V.R6上的電壓提供了一種間接測量LED電流的方法。

在C1放電結束時,VTH不得低于維持LED工作所需要的120V電壓,也不能超過最低交流電平VRMS的1.414倍。當LED需要120V電壓時,還要加上IC1所需要的3V輸入-輸出壓差,再加上R5的1.25V電壓,于是最低C1電壓將是124.25V.為簡化起見,本圖取整到125V.

如圖4所示,在一個10ms的50Hz半周期內,C1放電時間遠遠長于充電時間。在此期間,C1兩端的峰峰值大約為20mA×10ms/22μF=9.09V.于是,UC1-MAX=125V+9.09V=134.09V.簡單起見該值取整為135V.這個值就是VTH,任何大于該值的電壓都會使Q1導通,而由Q2斬斷。

當Q1導通時,圖3中R4在260VRMS輸入時的功耗小于20mW,而R1-R2-R3-D5分壓器功耗小于100mW.與LED的2.4W功耗相比,這個結果幾乎可忽略不計。這些電阻值較大,因此功耗也低。R3用于精確調節VTH,以配合LED串上的實際壓降。

電路中有一個起動限流器,用于限制通過C1和Q2的浪涌電流,浪涌電流的出現是在剛達到VTH前的周期,正好加上了交流電時。限流電阻會降低每個周期的效率,而R9只將上電浪涌限制在1.35A,直至C2充電到足以導通Q3時為止。當交流輸入增加時,斬波器的功耗略有上升,而功率效率則稍有下降,如表1所示。

這個改進的電路可以工作在96V~260Vac(50Hz).對較大的LED電流,建議提高C1的容量,降低電阻R5阻值。如果LED工作電壓不同,則應重新計算一些參數,計算方法同上。LED工作電壓越低,交流輸入電壓也可以越低。本設計實例亦可適用于60Hz交流電。

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