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一种节能LED驱动电路设计方案解析

导读: 本文主要针对现有LED驱动电路因存在电解电容而缩短其寿命的缺点,提出了一种无电解电容的LED驱动电路的设计方案。

  1.前言

  LED(发光二极管)为新一代的绿色照明光源,具有节能环保、高亮度、长寿命等诸多优点。它不仅是照明光源的新宠,也与人们的生活戚戚相关。因此,研制长寿命的驱动电源,构建高效率、低成本、高功率因数和是LED灯发光品质和整体性能的关键,也是 LED照明技术发展的需要。据不完全统计现有的白炽灯泡寿命比LED灯少约40倍。

  因为发光二级管不仅是直流电流驱动器件,也是光电转换器,有将光电转换的功能。它的作用主要是通过流动电流,将电能转变为光能,所以其优势是比一般的光源的节能效率和工作寿命都要高。但是,在LED驱动电源的整流电路和滤波电路中一般需要使用大容量的电解电容。电解电容器的寿命一般为l05℃/2000h,就是说当电容周围温度升高到105℃时其寿命只有84天,即使工作在温度为85℃的环境中,使用寿命也仅为332天,所以电解电容是阻碍LED驱动电路寿命的主要原因。为了提高驱动电源的寿命,有必要去掉电解电容,为此文中提出一种无电解电容的高亮度LED驱动电源。

  2.LED驱动电路的工作原理

  本设计方案电路的总体框图如图1所示:

  电路拓扑采用反激式拓扑电路、利用PWM控制开关频率,使其输出恒定的电流和电压,驱动LED灯。主要包括:前级保护电路、EMI滤波电路、整流电路、RCD钳位电路、同步整流电路、功率转换电路、输出滤波电路、反馈电路、控制电路等。

  为了使电路受电磁干扰较小,将EMI滤波电路接在前级保护电路后,通过它将电路中的高次谐波和电路中的浪涌滤除。

  在输入整流部分上,分别由桥式整流电路及π型滤波电路构成,因为二极管具有单向导通的特性,所以桥式整流电路可以将交流电转换为单向的直流电,而后在π型滤波电路的作用下,输出稳定直流电压。

  再由控制电路调节和控制使输出达到设计值,最后经过输出滤波电路,使输出波纹减小变成直流电,最后将直流电输出给LED使用。

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