理论教育 LED驱动电源的基本方案

LED驱动电源的基本方案

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:驱动电源采用Buck拓扑主电路,工作于连续模式;控制芯片采用HV9910B[12],它有恒定频率和恒定关断时间两种模式,本设计采用恒定关断时间模式,设计的驱动电路如图4-30所示,主要包括整流二极管VD0~VD3、输入滤波电容C1,控制芯片HV9910B、芯片VDD滤波电容C2、芯片定时电阻R1、续流二极管VD4、储能电感L1、MOSFET开关管Q1、电流检测电阻RCS。图4-30 基于HV9910B的LED驱动电路电路主要元器件参数设计如下。续流二极管选取肖特基二极管SR24,其额定电流为2A,耐压值为40V。

LED驱动电源的基本方案

驱动电源采用Buck拓扑主电路,工作于连续模式;控制芯片采用HV9910B[12],它有恒定频率和恒定关断时间两种模式,本设计采用恒定关断时间模式,设计的驱动电路如图4-30所示,主要包括整流二极管VD0~VD3、输入滤波电容C1,控制芯片HV9910B、芯片VDD滤波电容C2、芯片定时电阻R1、续流二极管VD4储能电感L1、MOSFET开关管Q1电流检测电阻RCS电子变压器输出的高频交流电经桥式整流电路、电容滤波后变为脉动直流电压UIN,上电开始后,芯片GATE引脚输出高电平,MOSFET开关管导通,输入UIN供电给LED,同时电感L1开始充电,流过电流检测电阻RCS的电流线性增加;当RCS上的电压上升至芯片内部参考电压250mV时,HV9910B内部逻辑处理电路使GATE引脚输出低电平,MOSFET开关管关断,电感L1通过续流二极管VD4放电以维持LED电流。

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图4-30 基于HV9910B的LED驱动电路

电路主要元器件参数设计如下。

定时电阻R1的计算。尽管芯片工作在恒定关断时间模式,但仍需确定一个基本的开关频率来权衡开关损耗和电感体积,选80kHz作为基本工作频率,根据Buck变换器伏秒法则得

UIN-UONOMTON=UONOMTOFF (4-9)

则恒定关断时间为

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输入电压UIN=12V,输出电压UONOM=6.6V,因此TOFF=5.625μs,根据HV9910B芯片手册[12],定时电阻R1=TOFF(μs)×25-22=118.625kΩ,取R1=120kΩ,则实际TOFF=5.68μs。

电感值的计算。电感值决定了输出电流纹波的大小,取输出电流纹波的峰-峰值为额定输出电流的20%,则电感值为(www.daowen.com)

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输出电流IONOM=0.9A,计算得L1为208.27μH,取标准电感值220μH,额定电流2A。

电流检测电阻RCS的计算。流经电感L1和LED的峰值电流IPK为LED平均输出电流与纹波电流的一半之和,即

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RCS=0.25/IPK=0.2537Ω,实际取0.25Ω,代入式(4-12)中计算可得峰值电流IPK为1000mA,实际的IO为914.8mA。

MOSFET开关管上所承受的最大电压与最大输入电压相同,再取50%的安全裕量,选用耐压值100V、最大导通电流18A的IRF640。

电子变压器输出电流频率较高,因此输入整流二极管采用快恢复二极管FR107,其额定电流为1A,耐压值为100V。

续流二极管选取肖特基二极管SR24,其额定电流为2A,耐压值为40V。

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