離線式LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案

市場(chǎng)現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)上千款LED驅(qū)動(dòng)IC。其中我們遇到比較多的是單芯片線路結(jié)構(gòu)(圖1a)。

根據(jù)IC的數(shù)據(jù)表可知，這類IC為工作于PWM方式的高效LED驅(qū)動(dòng)控制電路，借助于外部電路，能適應(yīng)從8V到450V 的寬輸入電壓范圍。通過(guò)外部的電阻(或電容)可設(shè)定固定頻率控制外部功率MOS管，以恒流的方式可靠地驅(qū)動(dòng)LED串。LED的電流可以通過(guò)選擇恰當(dāng)?shù)南蘖麟娮鑱?lái)設(shè)定。同時(shí)提供線性調(diào)光功能，支持低頻可變占空比的數(shù)字脈沖(PWM)調(diào)光功能。

根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合和按照不同的標(biāo)準(zhǔn)，其驅(qū)動(dòng)方案可以分為三種。

按照PWM調(diào)節(jié)方式，可以分成恒定頻率和恒定關(guān)斷時(shí)間兩類(圖1)。

在穩(wěn)定狀態(tài)下加在電感兩端的電壓乘以導(dǎo)通時(shí)間等于關(guān)斷時(shí)刻電感電壓乘以關(guān)斷時(shí)間：Von*Ton=Voff*Toff，即(Vin-Vo)*Ton=Vo*Toff。

從電感的計(jì)算公式可以看出這兩者之間的差異性，圖1a中的電感計(jì)算式為L(zhǎng) = (Vin–Vo) * Ton /ΔI ，圖1b中的電感計(jì)算式為L(zhǎng)=Vo*Toff/ΔI。Io=Ip-ΔI /2。如圖2所示電流波形示意圖，電感確定后，圖2a中輸入電壓Vin變化導(dǎo)致紋波電流ΔI變化，以致輸出電流變化;圖2b中的紋波電流ΔI與輸入電源電壓無(wú)關(guān)。因此在電壓波動(dòng)較大的寬電壓應(yīng)用環(huán)境下，使用恒定關(guān)斷時(shí)間電路方式。

按照是否隔離，可以分成隔離和非隔離兩類。

隔離和非隔離驅(qū)動(dòng)方式主要針對(duì)市電交流輸入而言。當(dāng)采用圖3a的非隔離方式時(shí)，建議工作在電流連續(xù)模式;當(dāng)采用圖3b的隔離方式時(shí)，建議變壓器工作在非連續(xù)方式(即每個(gè)周期結(jié)束時(shí)，變壓器無(wú)剩磁)，這樣可以保證每次開關(guān)周期，變壓器原邊傳送給副邊的能量相同(與電源電壓無(wú)關(guān))。

圖3b隔離方式為反激式電路結(jié)構(gòu)，當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，原邊繞組電流增加，副邊繞組無(wú)電流，負(fù)載通過(guò)C2續(xù)流。當(dāng)Q1關(guān)斷時(shí)，副邊繞組導(dǎo)通，變壓器存儲(chǔ)的能量通過(guò)副邊繞組釋放為負(fù)載。變壓器轉(zhuǎn)移功率P=1/2*Imax*Imax*L*Fosc。采用這種隔離方式時(shí)，必須注意副邊不在環(huán)路控制中，有可能出現(xiàn)大電流從而損害LED。使用時(shí)必須增加保護(hù)電路限流。

按照電源類別，可以分成交流和直流兩類。

當(dāng)交流市電作輸入時(shí)，只需要將電源電壓整形濾波后接入直流應(yīng)用電路。