一種長壽命LED驅動電路設計方案（二）

3.3 輸出電路的設計

如圖6所示。輸出電路由整流二極管D4,濾波電容C9,C10和穩(wěn)壓管D5組成。

3.3.1 輸出整流二極管的選擇輸出整流二極管D4的選擇標準：額定電壓應大于1.5倍的輸入電壓，額定電流應當大于2倍的輸出電流，反向恢復時間小于100ns.綜上所述，D4選擇為MB220,其參數(shù)為：200mA,100V,trr=50ns.

3.3.2 輸出電容的選擇

如圖6所示，C9和C10是輸出濾波電容，由于輸出負載是LED串，根據(jù)LED的伏安特性，LED正向導通電壓的較小的波動，都會導致LED導通電流較大的變動，因此要控制輸出的紋波電壓，而且在控制環(huán)節(jié)采用電流補償和提高開關頻率的技術，使得在不增大紋波電壓的情況下適當?shù)臏p小輸出電容值，因此這里選用的是四個22nF/50V的電解電容并聯(lián)。

3.3.3 穩(wěn)壓管的選擇

如圖6所示，D 5為輸出電路中的穩(wěn)壓管，因為當開關關斷的瞬間將會有反向電流流過IPD,這種反向電流將會導致器件損壞，所以應在輸出電路中添加穩(wěn)壓管。使用的穩(wěn)壓管應達到指標：I D>2?Io=2×0.68=1.36A,UD>Uo=27V,反向恢復時間trr100ns.考慮裕量，所以本設計采用的器件為MB220,其設計的參數(shù)為：2A/43V/50ns.,.

如圖7 所示， 負載的電流波形圖為i(p)，負載的輸出電壓波形圖為out,從圖中可以看出，輸出電壓穩(wěn)定在27.8V,輸出電流穩(wěn)定在0.68A.

3.4 有源紋波補償電路的設計

3.4.1 有源紋波補償理論

因為現(xiàn)有的L C濾波電路無法完全濾除紋波，而且電容量小的電容濾波效果更差，所以傳統(tǒng)的開關電源輸出波紋大，若流過LED的電流紋波過大將不僅影響了LED的光效，而且影響LED的光衰，特別是電解電容由于它的使用壽命短，從而嚴重的縮短了開關電源和LED的使用壽命。因此，從研究小電容量入手、以輸出紋波小、能量變換效率高為內容，以使用的安全性和長期性為目的，構建新型驅動電源，是十分重要的和必要的，是當前急需解決的問題，具有一定的科學性和可靠性。

文獻[4]在總結主輔補償電路的基礎上，采用線性電源對電感紋波電流進行補償?shù)姆椒?，其電路結構如圖8所示。通過檢測電阻R1的電壓來檢測電感紋波電流，放大器輸出與電感紋波電流反向的補償電流通過電阻R5將電感紋波電流補償。該電路通過用電阻匹配來解決紋波電流補償問題，容易實現(xiàn);并且省去電解電容，使得電源的使用壽命能夠延長。

3.4.2 有源紋波補償電路的設計與仿真

如圖9所示，有源紋波補償電路由三極管，運算放大器A1,A2,和電感電流檢測電阻組成。其原理是通過檢測電感兩端的電流，通過運算放大器A1和A2比較后控制三極管的開關實現(xiàn)電流的補償。

如圖10所示，圖i(p)為電感輸出電流，圖i(e)為補償電流，二者疊加后為輸出到二極管的電流。從圖中可以看出，經(jīng)過補償電路對LED電流的補償可以有效地減小電流波紋。

4.結束語

目前LED驅動電路中，影響驅動電路整體壽命的主要因素是儲能電容，所以本設 計采用線性電源抑制輸出波紋，達到減小儲能電容的電容量的目的，因此可以在不增加輸出波紋的情況下采用壽命長的薄膜電容取代電解電容，從而提高LED驅動電路的整體壽命。從仿真結果來看，采用以有源紋波補償后，電路運行穩(wěn)定，各項指標滿足要求，這說明此方法能夠有效的提高了驅動電路的使用壽命。