LED台灯开关电源电路原理分析

该台灯电源采用离线式开关电源芯片（SM8002C），其电路大部分由贴片元件组成。由于随机来附图纸。根据实物绘制的电路图如下图所示。

该台灯的电参数为：输入电压：AC100V～260V（50/6Hz）；输出电压、电流：DC7.5V，750mA。

一、开关电源芯片（SM8002C）简介

SM8002C是电流模式的PWM离线式开关电源开关芯片，其待机功耗小。

具有过流和欠压保护功能：在系统短路时，芯片内部的定时电路开始工作．让整个系统工作在“打嗝”模式，同时监测系统工作的状态，直到系统恢复正常为止。芯片开关频率为l00kHz，为了降低整个系统的EMI，芯片会在±2kHz范围内自动调整开关频率。

该芯片内部功能框图见右图：封装示意图见左图，其引脚功能见下表。

二、启动及PWM形成过程

1．启动阶段

上电后，市电经D1～D4、C1整流滤波后形成的直流280V电压，通过电阻Rl、R2降压后给电容C4充电，并通过100Ω电阻送到Ul启动脚⑥脚。当此脚电压上升到10V时，芯片启动并进入VDD充电阶段。

2.VDD充电阶段

此时，芯片内部开关（连接于Vstart脚和VDD脚之间）导通，系统通过Vstart脚和开关向VDD脚电容C3充电，VDD电压上升，当VDD电压达到5V的时候，芯片进入内部定时电路工作阶段。

3．内部定时电路工作阶段

此时，芯片内部的定时电路开启，由于充电开关仍然导通，VDD脚继续充电，由于内部的稳压作用，VDD电压最终达到5.6V，定时电路在开启0.65秒之后结束工作，芯片进入VDD放电阶段。

4、VDD放电阶段

定时电路结束工作后，芯片内部充电开关关断，由于芯片内部电流消耗．VDO电压下降，当降到4.95V的时候，芯片进入了PWM工作模式。

5．PWM工作模式

当VDD电压在3.35V～4.95V之间时，芯片工作在PWM工作模式，SW口有PWM波形输出，SW波形的占空比随VDD电压的变化而变化。

6．PWM关断模式

当YDD电压高于4.95V或低于3.35V时，芯片的PWM关断，SW口没有波形输出。

三、稳压及稳流控制过程

该台灯采用的发光二极管模块LED1，内含四只发光二极管、两只串联后再并联，每只发光二极管管压降为3.4V～3.8V，电流为350mA左右。

实测此台灯的LED1工作电压为6.8V，电流为750mA。

1．稳压控制

当某种原因引起输出电压升高时，经9.lkΩ电阻及R20、R21、RI5分压后，精密稳压器U4的R端电压升高：K端电压下降，则光耦U2内部的发光二极管亮度增加。其光敏三极管导通程度加深、内阻变小，使U1①脚VDD电压上升，PWM的占空比变小，当升至4.95V以上时，芯片关闭PWM输出，输出电压下降。

同样，当某种原因引起输出电压降低时，将会使精密稳压器U4的R端电压下降，K端电压升高，光耦U2内部的发光二极管亮度减弱。光敏三极管导通程度变浅，内阻变大，使U1①脚VDD电压下降，PWM的占空比增大，输出电压上升。

极端情况下（当输出端短路时），光敏三极管导通程度进一步变浅，内阻进一步变大，VDD电压进一步下降，当下降至3.35V时，芯片关闭PWM输出，由于Vs-tart脚存在电压，芯片又重新启动，但由于负载短路未被解除，芯片又关闭，如此重复，直到负载恢复正常。

2、稳流控制

除工作电压、散热外，LED1工作电流控制显得非常重要。此电路由双运算放大器U3（LM358）、电阻Rl0、R16、R17、二极管A2、D7、电流取样电阻R15等组成。其中，A2基准电压（约0.65V）通过R16、R17分压后，送到U3③脚同相输入端，R15（0.lfl）土的压降则通过470Ω电阻送到U3②脚反相输入端，输入端二者差值信号经误差放大后．去控制LED1工作电流大小。

当流过LEDl的电流超过设定值时，R15上的压降增大，也即U3②脚反相输入端电压升高，当高于③脚同相输入端基准电压时，①脚输出端电压下降，进而引起光耦U2②脚电压下降，U1①脚VDD电压上升。Ul调小PWM占空比或关闭PWM输出，输出电压下降，最终使LED1工作电流下降至规定值。

反之，当流过LED1的电流小于设定值时，R15上的压降减小，U3①脚输出端电压升高，同样，U4K端电压也会因R端电压下降而上升，经D7综合作用后，光耦U2②脚电压上升，通过相反的控制．Ul①VDD电压下降，PWM的占空比增大，输出电压上升，最终使LED1工作电流回至规定值。

四、部分电路参数

LED1和SM8002C芯片非在路电阻如下：LED1模块用MF47型万用表R×l0k挡测其正向电阻为180kΩ，测时LED1微亮，反向电阻为∞。

SM8002C芯片非在路电阻见下表（用500型万用表R×lk挡测得）。

注：

1、有关测试点电压值见原理图。

2、原理图中各处直流电压值是用MF47型万用表测得的，括号内的电压值为拆去发光二极管LED1后测得。