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步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

作者: 時(shí)間:2013-01-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
2的電流變成連續(xù)的條件(不會(huì)變成0),該電流的變化成份,反而變成的波動(dòng)電流成份。

  假設(shè):

  OFFB時(shí)間=3.2μS

  L2=470μH

  如此一來(lái)就可以求得波動(dòng)電流:    

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  接著試算ON時(shí)間,ON時(shí)轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vbuck與的電壓V的電壓差施加于L2,此處計(jì)算該波動(dòng)電流186mA的變化時(shí)間,假設(shè):   

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  圖6是根據(jù)電路定數(shù)計(jì)算的L2最大電流波形,使用的LED最大平均電流為350mA,如果根據(jù)評(píng)鑒基板的定數(shù)計(jì)算,轉(zhuǎn)換器的公稱動(dòng)作頻率變成:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  電流指令的電路與動(dòng)作

  降壓轉(zhuǎn)換器的動(dòng)作概要如上記,降壓轉(zhuǎn)換器的電流指令利用雙向交流觸發(fā)三極體產(chǎn)生,圖7(a)是電流指令值產(chǎn)生電路;圖7(b)是動(dòng)作概要;圖7(c)是電流指令值的范圍。利用雙向交流觸發(fā)三極體體進(jìn)行位相控制的電壓,亦即雙向交流觸發(fā)三極體導(dǎo)通時(shí)輸入的電壓,被施加至Tr1的網(wǎng)關(guān)與汲極,一旦施加位相控制的電壓,雖然取決于Tr1的特性,不過(guò)此時(shí)大約10V的電壓被輸入至BLDR端子,輸入峰值7.2V的轉(zhuǎn)換器輸出遷移變成H,4μs后230Ω的負(fù)載加入轉(zhuǎn)換器輸入,可以補(bǔ)強(qiáng)雙向交流觸發(fā)三極體的拴鎖器電流,使雙向交流觸發(fā)三極體正確動(dòng)作。

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  BLDR轉(zhuǎn)換器的輸出變成峰值4V的脈沖列輸出至ASNS,該以R1、C3與IC出口的損失平順化,制作脈沖列的平均電壓,變成FLTR1的電壓。FLTR1的電壓則被輸入至RAMP轉(zhuǎn)換器,再與內(nèi)部的鋸狀波形比較,此鋸狀波形值為3V,谷底值為1V,F(xiàn)LTR1的電壓值低于1V,RAMP轉(zhuǎn)換器的輸出變成H,流入RAMP轉(zhuǎn)換器的電流指令值變成0V,反過(guò)來(lái)說(shuō)FLTR1的電壓值超過(guò)3V時(shí),RAMP轉(zhuǎn)換器的輸出變成L,連接的FET變成OFF狀態(tài),汲極電壓VQ大約750mA,因此流入RAMP轉(zhuǎn)換器的電流指令值,就是內(nèi)部電壓最大750mA。

  由此可知FLTR1的電壓值與雙向交流觸發(fā)三極體的導(dǎo)通角度呈比例,可以檢測(cè)的控制角θ在一定范圍內(nèi)。雙向交流觸發(fā)三極體的導(dǎo)通角度為1800-θ,導(dǎo)通角度與半波周期比1800-θ/1800的值,在1/4~1/3范圍內(nèi),因此在450≦θ≦1350范圍內(nèi),產(chǎn)生與角度(1800-θ)呈比例的電流指令,θ=1350時(shí),電流指令=0V,θ=450時(shí),電流指令=750mV最大值。

  周邊電路的設(shè)計(jì)

  以上根據(jù)LM3445評(píng)鑒基板電路與電路定數(shù),探討電路動(dòng)作特性,接著介紹LM3445周邊電路的設(shè)計(jì)技巧。LM3445的主要功能分別如下:

  (1)以位相控制的雙向交流觸發(fā)三極體為前提,將雙向交流觸發(fā)三極體的通電角度轉(zhuǎn)換成流入LED的指令值,支持位相角度450~1350范圍,電流指令值最大750mV~0V

  (2)以降壓轉(zhuǎn)換器OFF時(shí)間一定方式為前提,優(yōu)先穩(wěn)定動(dòng)作,利用LED的電壓幾乎是一定的特征。

  (3)降壓轉(zhuǎn)換器ON時(shí)脈沖寬度必需是最小值的限制,要求200ns以上,因此轉(zhuǎn)換器的輸入電壓有上限的限制。

  (4)降壓轉(zhuǎn)換器的最低輸入電壓,要求雙向交流觸發(fā)三極體位相角度1350時(shí),交流輸入電壓值必需大于LED的電壓。利用降壓轉(zhuǎn)換器使LED的電流維持一定,LED的電壓VLED與轉(zhuǎn)換器的輸入電壓Vbuck比D在轉(zhuǎn)換器沒(méi)有損失時(shí),它與切換組件Tr2的ON時(shí)間,以及控制周期T的比完全相同,有損失時(shí)D與效率η呈反比率變大,此時(shí)使用下式表示:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  評(píng)鑒基板的設(shè)計(jì)條件如下:

  ˙電壓:AC90V~135V

  ˙電流:350mA

  ˙LED數(shù)量:串聯(lián)7~8個(gè)

  評(píng)鑒電路選擇LED電流350mA種類,評(píng)鑒基板根據(jù)定數(shù)以250kHz附近動(dòng)作,使用評(píng)鑒電路的條件進(jìn)行。LED的條件如下:

  ˙VF = 2.79~3.42~3.99V

  ˙ILED = IF = 350mA(最大),500mA(脈沖)

  ˙輸入電壓:AC80~120V(AC100V±20%)

  ˙動(dòng)作頻率:額定輸入電壓時(shí)250kHz

  假設(shè)降壓轉(zhuǎn)換器輸入電壓為額定電壓峰值,降壓轉(zhuǎn)換器的效率η,根據(jù)技術(shù)資料為85%,依此試算LED串聯(lián)8、7、6、5、4,此時(shí)VLED分別是27.36、23.94、20.52、17.1、13.68,根據(jù)上式(1): 

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  計(jì)算結(jié)果如下:

  ˙toff = 3.09μs@8個(gè)LED串聯(lián)

  ˙toff = 3.20μs@7個(gè)LED串聯(lián)

  ˙toff = 3.32μs@6個(gè)LED串聯(lián)

  ˙toff = 3.43μs@5個(gè)LED串聯(lián)

  ˙toff = 3.54μs@4個(gè)LED串聯(lián)  

  最后決定采用toff =3.09μs。C11到達(dá)LM3445 COFF 峰值1.276V的時(shí)間,取決于C11的容量與一定充電的電流ICOLL,ICOLL(一般數(shù)十μA)的選擇由C11決定,C11以下式表示:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  假設(shè)C11=120pF,如此一來(lái):

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  評(píng)鑒基板的R4=576kΩ,相當(dāng)于toff=3.2μs,它是流入LED的額定電流時(shí)off的時(shí)間,電流指令很小時(shí)LED的電壓降低,off的時(shí)間變長(zhǎng)。波動(dòng)電流Δi是決定電感L2電感值的要因,增加電感值波動(dòng)電流降低,LED的電流連續(xù)范圍變大,L2的容量變大、單價(jià)上升。由于動(dòng)作頻率很高,不易察覺(jué)該頻率的閃爍,因此選擇低電感值,Δi=50%。

  Δi=350×0.5=175mA

  接著計(jì)算L2的電感值:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  評(píng)鑒基板的L2為470μH,因此L2的波動(dòng)電流 Δi變大,此處觀察評(píng)鑒基板L2=470μH時(shí),LED的串聯(lián)數(shù)量與波動(dòng)電流的變化。波動(dòng)電流Δi以下式表示:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  根據(jù)上述可以獲得表1的LED串聯(lián)數(shù)量與波動(dòng)電流Δi關(guān)系,由表1可知LED串聯(lián)數(shù)量減少,L2的電流波動(dòng)隨著降低,上記評(píng)鑒基板toff=3.20μs,計(jì)算上Δi=186mA,波動(dòng)電流為53%。

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  圖中的C12可以抑制流入LED的波動(dòng)電流,上記評(píng)鑒基板使用1μF,吸收250kHz時(shí)的鋸齒狀波動(dòng)電流,以評(píng)鑒基板為范例,250kHz時(shí)Δi=186mA的波動(dòng)電流,該交流成份換算成實(shí)效值變成:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  假設(shè)電流全部流入電容器C11,此時(shí)C11的電壓變成:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  由此可知流入LED的波動(dòng)電流受到抑制。降壓轉(zhuǎn)換器的輸入最低電壓Vbuck(min)以下式計(jì)算:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  考慮整流架橋與埋谷電路的二極管電壓降低(大約3V),變成:

  40V-3V=37V

  超過(guò)VLED=27.36V,因此轉(zhuǎn)換器能夠動(dòng)作。此外在此范圍的電流指令值幾乎是0,由于Tr2電流不檢測(cè)時(shí)間的最小脈沖寬度為125ns,因此Tr2可以動(dòng)作。

  轉(zhuǎn)換器的最大電壓Vbuck(max):

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  要求合適的二極管、FET等半導(dǎo)體的電壓規(guī)格。降壓轉(zhuǎn)換器動(dòng)作上Tr2的ON時(shí)間超過(guò)200ns,確定可以穩(wěn)定動(dòng)作。以下是8個(gè)LED串聯(lián)時(shí)的計(jì)算結(jié)果:

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  C7與C9放電時(shí)放電量很大的場(chǎng)合,輸入電壓很小卻提供最大電流,此時(shí)電容器只進(jìn)行放電,一直到下次放電為止的期間,如果電壓降至電流無(wú)法流入LED的值,就不能確保LED的光束量,為避免上記問(wèn)題,設(shè)計(jì)上C7與C9的電壓值選擇超越LED的電壓。電壓Vbuck最小值如圖8所示假設(shè):
ΔV=20V

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  最小點(diǎn)變成:

  54-20=34>27.36V

  因此C7與C9在20V放電也可以。

步步驚心 超完整LED調(diào)光電路設(shè)計(jì)(組圖)

  Iled:評(píng)鑒基板的最大值

  Δt=3.33ms(相當(dāng)于50Hz電源60°)

  由于C7與C9都



評(píng)論


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