led燈驅(qū)動電源電路圖（一） 電路工作原理

LED樓道燈的電路如下圖所示。電路由電容降壓電路、整流電路、LED發(fā)光電路和光電控制電路等部分組成。

220V交流電經(jīng)電容C1、R1降壓限流后在A、B兩點的交流電壓約為15V，由VD1～VD4.進行整流，在C2上得到約14V的直流電壓作為高亮度發(fā)光二極管VD5～VD8的工作電壓，發(fā)光二極管的工作電流約為14mA。由于電容C1不消耗有功功率，泄放電阻消耗的功率可忽略不計，因此整個電路的功耗約為15×0.014≈0-2（W）。

為了進一步節(jié)省電能和延長高亮度發(fā)光二極管的使用壽命，電路中加入了由光敏電阻R2、電阻R3和三極管VT1等組成的光電控制電路，在夜晚光敏電阻R2的阻值可達100K以上，這時C2兩端的電壓經(jīng)R2、R3分壓后提供給VT1基極的直流偏置電壓很小，VT1截止，對發(fā)光二極管的工作沒有任何影響；白天時，由于光電效應(yīng)的作用，R2的阻值可減小到1OK以下，這時VT1導(dǎo)通并接近飽和，由于通過C1的電流最大只能達到15mA，由于VTl的分流，C2上的電壓可下降到4V以下。

led燈驅(qū)動電源電路圖（二） LED驅(qū)動電源的具體要求

LED是低壓發(fā)光器件，具有長壽命、高光效、安全環(huán)保、方便使用等優(yōu)點。對于市電交流輸入電源驅(qū)動，隔離輸出是基于安全規(guī)范的要求。LED驅(qū)動電源的效率越高，則越能發(fā)揮LED高光效，節(jié)能的優(yōu)勢。同時高開關(guān)工作頻率，高效率使得整個LED驅(qū)動電源容易安裝在設(shè)計緊湊的LED燈具中。高恒流精度保證了大批量使用LED照明時的亮度和光色一致性。

10W以下功率LED燈杯應(yīng)用方案

目前10W以下功率LED應(yīng)用廣泛，眾多一體式產(chǎn)品面世，即LED驅(qū)動電源與LED燈整合在一個燈具中，方便了用戶直接使用。典型的燈具規(guī)格有GU10、E27、PAR30等。針對這一應(yīng)用，我們設(shè)計了如下方案（見圖1）

圖1：基于AP3766的LED驅(qū)動電路原理圖

該方案特點如下：

1.基于最新的LED專用驅(qū)動芯片AP3766，采用原邊控制方式，無須光耦和副邊電流控制電路，實現(xiàn)隔離恒流輸出，電路結(jié)構(gòu)簡單。通過電阻R5檢測原邊電流，控制原邊電流峰值恒定，同時控制開關(guān)占空比，保持輸出二極管D1的導(dǎo)通時間和整個開關(guān)周期時間比例恒定，實現(xiàn)了輸出電流的恒定。

2.AP3766采用專有的“亞微安啟動電流”技術(shù)，僅需0.6μA的啟動電流，因此降低了啟動電阻R1和R2上的功耗，提高了系統(tǒng)效率。典型5W應(yīng)用效率大于80%，空載功耗小于30mW。

3.AP3766采用恒流收緊技術(shù)實現(xiàn)垂直的恒流特性，恒流精度高。

4.電路元件數(shù)量少，AP3766采用SOT-23-5封裝，體積小，整個電路可以安裝在常用規(guī)格燈杯中。

5.安全可靠，隔離輸出，具有輸出開路保護、過壓保護及短路保護功能。

6.功率開關(guān)管采用三極管，省去了高壓場效應(yīng)管，系統(tǒng)成本低。

led燈驅(qū)動電源電路圖（三）

分享一個用于2并5串（5S2P）組合的AR111LED燈的驅(qū)動器電路原理圖。MAX16819工作在buck-boost模式，電路工作電壓為12VAC，能夠為每串LED提供平均500mA驅(qū)動電流。本電路以MAX16819為主控制器，可驅(qū)動總共10只LED-2串并聯(lián)、每串5只LED.輸入電壓為12VAC、容差±10%.肖特基二極管D1至D4構(gòu)成全波整流電路，電容C1至C8用于電壓濾波。根據(jù)對LED閃爍的要求，可以去掉一些濾波電容以降低成本。這些電容中包含一個鉭電容，具有較好的溫度特性。

由于LED按照5S2P排列，不可能達到完全匹配的電流。假設(shè)LED燈具有良好的匹配度，使電流差異降至最小?？刂泼看甃ED的數(shù)量及混合架構(gòu)的燈管數(shù)量，有助于減輕電流匹配度的影響。如下圖所示。

led燈驅(qū)動電源電路圖（四）

本設(shè)計采用TNY279電源芯片作為開關(guān)電源的控制芯片，TNY279電源芯片在一個器件上集成了一個700V高壓MOSFET開關(guān)和一個電源控制器，與普通的PWM控制器不同，它使用簡單的開/關(guān)控制方式來穩(wěn)定輸出電壓?？刂破靼ㄒ粋€振蕩器、使能電路、限流狀態(tài)調(diào)節(jié)器、5.8V穩(wěn)壓器、欠電壓即過電壓電路、限流選擇電路、過熱保護、電流限流保護、前沿消隱電路。該芯片具有自動重啟、自動調(diào)整開關(guān)周期導(dǎo)通時間及頻率抖動等功能。

電路的工作原理分析

電源的核心部分采用反激式變換器，結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)。整體設(shè)計電路圖如圖1。

輸入整流濾波電路

考慮到成本、體積等因素，改善諧波采用無源功率因數(shù)校正電路，主要是通過改善輸入整流濾波電容的導(dǎo)通角方式來實現(xiàn)。具體方法是在交流進線端和整流橋之間串聯(lián)電感，如圖1所示C1、C2、L1、L2組成一個π型電磁干擾濾波器，并使用填谷電路填平電路，減小總諧波失真。填谷電路由D1、D2、、D3、C3、C4、R3組成，限制50Hz交流電流的3次諧波和5次諧波。

經(jīng)整流及濾波的直流輸入電壓被加到T1的初級繞組上。U1（TNY279）中集成的MOSFET驅(qū)動變壓器初級的另一側(cè)。二極管D4、C5、R6組成鉗位電路，將漏極的漏感關(guān)斷電壓尖峰控制在安全值范圍以內(nèi)。齊納二極管箝位及并聯(lián)RC的結(jié)合使用不但優(yōu)化了EMI，而且更有效率。

高頻變壓器設(shè)計

TNY279完全可以自供電的，但是使用偏置繞組，可以實現(xiàn)輸出過壓保護，在反饋出現(xiàn)開環(huán)故障時能夠保護負載，有效地減少對LED光源的產(chǎn)生的損害，在本設(shè)計中采用偏置繞組，如圖1，同時可由更低的偏置電壓向芯片供電，抑制了內(nèi)部高壓電流源供電，在空載時功耗可降低到40MW以下。Y電容可降低電磁干擾。

反饋電路設(shè)計

次級采用恒流恒壓雙環(huán)控制。NCS1002是一款恒流恒壓次級端控制器。如圖2所示，它的內(nèi)部集成了一個2.5V的基準(zhǔn)和兩個高精度的運放。

圖2 ?NCS1002芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

電壓基準(zhǔn)和運放1是電壓控制環(huán)路的核心。運放2則是一個獨立運放，用于電流控制。在本設(shè)計中，電壓控制環(huán)路用于保證輸出電壓的穩(wěn)定，電流反饋控制環(huán)路檢測LED平均電流，即電路中R17上的電流，將其轉(zhuǎn)換成電壓和2.5V基準(zhǔn)比較，并將誤差反饋到TNY279中來調(diào)整導(dǎo)通。

工作原理：

NCS1002調(diào)節(jié)輸出的電壓值，當(dāng)輸出電壓超過設(shè)定電壓值時，電流流向光耦LED，從而下拉光耦中晶體管的電流。當(dāng)電流超過TNY279的使能引腳的閾值電流時，將抑制下一個周期，當(dāng)下降的電壓小于反饋閾值時，會使能一個開關(guān)周期，通過調(diào)節(jié)使能周期的數(shù)量，對輸出電壓進行調(diào)節(jié)，同樣，當(dāng)通過檢測到R16上的電流即輸出電流大于設(shè)定的值時，電流通過另一個二極管下拉光耦LED中晶體管的電流，達到抑制TNY279的下一個周期的目的，當(dāng)輸出電流小于設(shè)定電流時會使能一個開關(guān)周期，通過這樣的反饋調(diào)節(jié)機制，能使得輸出的電壓和電流都處于穩(wěn)定的狀態(tài)。

當(dāng)反饋電路出現(xiàn)故障時，即在開環(huán)故障時，偏置電壓超過D9與旁路/多功能引腳電壓時，電流流向BP/M引腳。當(dāng)此電流超過ISD（關(guān)斷電流）時TNY279的內(nèi)部鎖存關(guān)斷電路將被激活，從而保護負載。由于使用了偏置繞組將電流送入BP/M引腳，抑制了內(nèi)部高電壓電流源，這樣的連接方式將265VAC輸入時的空載功耗降低到40MW有效的降低功耗。
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led燈驅(qū)動電源電路圖（五）

led驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動led發(fā)光的電源轉(zhuǎn)換器，通常情況下led驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。

在目前的LED的電源驅(qū)動器中，必須使用電解電容，小型的電解電容壽命只能達到幾千小時。但使用專利IC的驅(qū)動器，完全不需要使用電解電容，壽命達到4萬小時以上，是原來驅(qū)動器的10倍，而且專利IC驅(qū)動器的尺寸小，只有原來面積的四分之一，可輕易的放進LED燈泡內(nèi)，不必改變原來燈泡的形狀，讓設(shè)計更加簡單化，也更能讓用戶接受和喜愛。

led燈驅(qū)動電源電路圖（六）

在輸入電壓既可能高于，也可能低于LED或LED串的總電壓降時，就必須使用降壓/升壓變換器。基于LT℃3783的降壓/升壓型變換器驅(qū)動8只1.5A串聯(lián)LED的電路如圖4所示。該LED串驅(qū)動電路的輸入電壓范圍為9~36V，LED串的總電壓降范圍為18~37V.在VIN=14.4V，Vo=36V和I0=1.5A條件下，輸出功率為54W，效率達93%.電路的開關(guān)頻率由IC腳FREQ上的

電阻R5設(shè)置（頻率范圍為20kHz~1MHz），R7與R8組成的分壓器設(shè)置輸出過電壓保護電平，連接在IC腳FBP與高側(cè)線路之間的R4，用作感測LED電流。LTC3783支持多拓撲結(jié)構(gòu)。用其還可以構(gòu)筑升壓轉(zhuǎn)換器和降壓轉(zhuǎn)換器等電路。

回掃變換器、單端初級電感變換器（SEPIC）和CUK穩(wěn)壓器等，都可以升高或降低輸入電壓，

輸出與輸入電壓在極性上可以相同或相反。每種拓撲都有獨特的優(yōu)勢，但效率都比降壓一升壓穩(wěn)壓器低。

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