36瓦led灯电源电路图大全(五款模拟电路设计原理图详解)

发表于 2018-01-31 17:23:13 收藏 已收藏
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36瓦led灯电源电路图大全(五款模拟电路设计原理图详解)

发表于 2018-01-31 17:23:13

36瓦led灯电源电路图(一)

分享一个用于2并5串(5S2P)组合的AR111LED灯的驱动器电路原理图。MAX16819工作在buck-boost模式,电路工作电压为12VAC,能够为每串LED提供平均500mA驱动电流。本电路以MAX16819为主控制器,可驱动总共10只LED-2串并联、每串5只LED.输入电压为12VAC、容差±10%.肖特基二极管D1至D4构成全波整流电路,电容C1至C8用于电压滤波。根据对LED闪烁的要求,可以去掉一些滤波电容以降低成本。这些电容中包含一个钽电容,具有较好的温度特性。

由于LED按照5S2P排列,不可能达到完全匹配的电流。假设LED灯具有良好的匹配度,使电流差异降至最小。控制每串LED的数量及混合架构的灯管数量,有助于减轻电流匹配度的影响。如下图所示。

led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

36瓦led灯电源电路图(二)

本设计采用TNY279电源芯片作为开关电源的控制芯片,TNY279电源芯片在一个器件上集成了一个700V高压MOSFET开关和一个电源控制器,与普通的PWM控制器不同,它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。控制器包括一个振荡器、使能电路、限流状态调节器、5.8V稳压器、欠电压即过电压电路、限流选择电路、过热保护、电流限流保护、前沿消隐电路。该芯片具有自动重启、自动调整开关周期导通时间及频率抖动等功能。

电路的工作原理分析

电源的核心部分采用反激式变换器,结构简单,易于实现。整体设计电路图如图1。

led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

输入整流滤波电路

考虑到成本、体积等因素,改善谐波采用无源功率因数校正电路,主要是通过改善输入整流滤波电容的导通角方式来实现。具体方法是在交流进线端和整流桥之间串联电感,如图1所示C1、C2、L1、L2组成一个π型电磁干扰滤波器,并使用填谷电路填平电路,减小总谐波失真。填谷电路由D1、D2、、D3、C3、C4、R3组成,限制50Hz交流电流的3次谐波和5次谐波。

经整流及滤波的直流输入电压被加到T1的初级绕组上。U1(TNY279)中集成的MOSFET驱动变压器初级的另一侧。二极管D4、C5、R6组成钳位电路,将漏极的漏感关断电压尖峰控制在安全值范围以内。齐纳二极管箝位及并联RC的结合使用不但优化了EMI,而且更有效率。

高频变压器设计

TNY279完全可以自供电的,但是使用偏置绕组,可以实现输出过压保护,在反馈出现开环故障时能够保护负载,有效地减少对LED光源的产生的损害,在本设计中采用偏置绕组,如图1,同时可由更低的偏置电压向芯片供电,抑制了内部高压电流源供电,在空载时功耗可降低到40MW以下。Y电容可降低电磁干扰。

反馈电路设计

次级采用恒流恒压双环控制。NCS1002是一款恒流恒压次级端控制器。如图2所示,它的内部集成了一个2.5V的基准和两个高精度的运放。

led灯驱动电源电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图2 NCS1002芯片内部结构

电压基准和运放1是电压控制环路的核心。运放2则是一个独立运放,用于电流控制。在本设计中,电压控制环路用于保证输出电压的稳定,电流反馈控制环路检测LED平均电流,即电路中R17上的电流,将其转换成电压和2.5V基准比较,并将误差反馈到TNY279中来调整导通。

工作原理:

NCS1002调节输出的电压值,当输出电压超过设定电压值时,电流流向光耦LED,从而下拉光耦中晶体管的电流。当电流超过TNY279的使能引脚的阈值电流时,将抑制下一个周期,当下降的电压小于反馈阈值时,会使能一个开关周期,通过调节使能周期的数量,对输出电压进行调节,同样,当通过检测到R16上的电流即输出电流大于设定的值时,电流通过另一个二极管下拉光耦LED中晶体管的电流,达到抑制TNY279的下一个周期的目的,当输出电流小于设定电流时会使能一个开关周期,通过这样的反馈调节机制,能使得输出的电压和电流都处于稳定的状态。

当反馈电路出现故障时,即在开环故障时,偏置电压超过D9与旁路/多功能引脚电压时,电流流向BP/M引脚。当此电流超过ISD(关断电流)时TNY279的内部锁存关断电路将被激活,从而保护负载。由于使用了偏置绕组将电流送入BP/M引脚,抑制了内部高电压电流源,这样的连接方式将265VAC输入时的空载功耗降低到40MW有效的降低功耗。

36瓦led灯电源电路图(三)

LM317或者MC33269制作的大功率LED恒流驱动电路

12vled恒流驱动电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

驱动电流=1.25/3.6=0.35A,改变3.6Ω电阻可以获得不同的恒定电流。

输入电压必须大于“灯串电压+3V”才能可靠工作,LM317上要加散热器。

36瓦led灯电源电路图(四)

LED线性恒流驱动电路

LED灯在使用时需要多颗灯珠串联或者并联起来才能工作,采用并联方式驱动多只LED虽然所需的电压较低,但由于每只LED的正向压降不同,使得每只LED的亮度不同,除非采用单独的调节的方式来保证每只LED有相同的亮度。所以并联方式要保证亮度均匀一致,实现起来比较复杂。而采用串联方式能够保证流过每只LED的电流相同,亮度一致,是目前常用的结构。

当采用串联型的驱动方式时,如果其中一个或几个LED发生故障而断路(短路对电路影响较小可忽略),会使电路发生断路而不能正常工作。为了避免此缺陷,可在每个LED两端反向并联一个稳压管(如图1所示),当某个LED灯珠发生断路时,其并联的稳压管投人工作,保证了串联灯珠电流不变。要注意的是,稳压管的稳压值要比LED的导通电压要高,否则并联的稳压管会分流掉一部分电流而使LED将变暗甚至不亮。

12vled恒流驱动电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图 1 LED串联驱动电路

本文采用串联驱动方式,其LED线性恒流控制电路如图2所示。

12vled恒流驱动电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

图2 LED恒流控制电路

图中,Vz1、Vz2、VQ1、VQ2、R1、R2构成线性恒流源,它保证了流过每只白光LED的电流相同,得到均匀的亮度。LED驱动电源采用市电直接整流滤波,得到控制LED的直流工作电压,无需升压或降压处理,故电源驱动电路简洁,且电源效率高。所使用的LED是高亮度的白光LED(工作电压范围为:3.0~3.2V),利用94个LED灯珠组成LED日光灯。

下面,进行线性恒流源电路的工作原理分析,电路采用互补型两端恒流源结构,如图3所示。

12vled恒流驱动电路图大全(六款模拟电路设计原理图详解)

晶体管VQ1,稳压管Vz1和R1构成一个恒流源,此恒流源给稳压管Z2提供稳定的工作电流,而晶体管VQ2,稳压管Vz2和R2构成另一个恒流源共给稳压管Vz1稳定的工作电流。由于两个恒流源互相稳定对方的稳压管工作点,使稳定电压Vz1和Vz2以及流过该恒流单元的总电流均不再变化,因此可以保证流过LED的工作电流的恒定。

36瓦led灯电源电路图(五)

LM2734是1A降压型稳压器。基于LM2734的恒流驱动电路(如下图所示)利用LM321运算放大器获取采样电阻Rset上的电压,结合其它电阻和电容就可以构成一个完整、高效率的大功率LED恒流驱动电路。在实际使用中,有些LED恒流驱动电路可以直接从采样电阻获取反馈电压,如图所示。

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