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一种大功率LED照明驱动电源的规划与研讨

发布时间:2022-08-09 18:11:33 来源:米乐m6官网

  输入高频滤波电容Cin可削弱高频电感电流涟路发生的切换噪声。如取较大的值有助于削弱噪音,改进EMI,但会使功率因数和电流谐波变差,尤其在高输入电压和轻载时[3]。另一方面,小的Cin值,有助于进步功率因数和减小输入电流畸变,但需求更大的EMI滤波器,会添加输入整流桥前面的功率损耗。因而需求在两者间权衡考虑,这儿选用标称值0.47F、耐压值400V的CBB电容。

  输出电容要根据输出电压的巨细、最大答应过电压值的巨细、输出功率和希望的电压纹波率来挑选。整流后的电压纹波巨细与电容的等效阻抗和电容的峰值电流有关,运用低ESR值的电容器,电容的容抗会比较好,因而其电容值为

  发动时刻也做出要求,Co要在答应的最大压降时刻内传递所需的输出功率需求。因为一起要满意坚持时刻30ms的要求,需对电容值再次进行核算。

  因电容器的电容量存在差错,还需求考虑降额运用。在此规划中降额20%,故选用标称值150F、耐压值420V的电解电容。

  挑选MOSFET的首要参阅根据是导通电阻RDSon,针对功率因数校对技能的运用,开关管的耐压是由过压答应值以及输出电压决议的,它所能接受的最大电压呈现在开关管的关断时刻,大约为电源额外直流的输出电压值[4]。在选用开关管时,它的耐压标准最好留出20%的电压裕量,因而本规划中选用的开关管源漏极接受电压为VDSS1.2V0=480V。流过MOSFET的最大均匀电流为

  电压反应是经过芯片INV脚引进的。连接到放大器E/A的反向输入端OVP电路,升压后的输出电压经过一个电阻分压网络联接到此引脚。内部E/A之非反向输入端有2.5V的参阅电压,OVP维护触发电流为40A。RoutH、RoutL按下式挑选:

  电流检测比较器的反向输入端,经过L6561芯片的CS引脚,可检测流过电感的瞬间电流巨细,并藉由外部检测电阻RS转换成电压值。一旦这个值到达了乘法器输的出极限值,PWM的栓锁就被重置、MOSFET就被封闭。在PWM栓锁还未被ZCD信号设定之前,MOSFET都会在封闭的状况。感测电阻值RS的巨细由下式核算:

  管脚3是乘法器的第二个输入端;整流后的电压经过一个电阻分压网络连接到此引脚,以取得一个正弦波的参阅电压信号[5]。乘法器可由以下联系描绘:

  一个完好的描绘如图3所示。它描绘了乘法器的典型参数特性,VMULT从0到3V、VCS从0到1.6V时能够确保乘法器操作于线性区域;而在特性曲线族中,最大斜率值()至少为1.65。根据这个考虑,能够按以下办法设定乘法器的恰当作业点。

  首要要确认VMULT的峰值VMULTpkx,这个值在线电压最大时呈现,应确保这个值为3V或挨近3V,并且在宽电压输入规模,而在单电压输入时,能够取小一点的值。最小值呈现在输入线电压最低时,标明如下:

  此值乘以固定的斜率△VCS/△VMULT,将得到乘法器的最大峰值输出电压VXCSpk=1.65VMULTpkx。假如VXCSpk超越电流检测线V,则需挑选一个更低的VMULTpkx并从头核算。用这种核算方法,电阻的比值为:

  本规划选用单端反激式改换器,运用On-Bright(昂宝)公司OB2269芯片[6]。反激式改换器电路的原理图规划如图4所示。

  首要设定变压器的原边感应电压值VR,它决议了电源的占空比。这儿设定VR为200V,开关频率f=60kHz。开关管注册时,原边相当于一个电感,其两头加上电压后,电流呈线性上升,有:I升=VsTon/L,其间VS为原边输入电压,L为原边电感量,Ton为开关注册时刻。开关管断开时,原边电感放电,电感电流下降,有:I降=VRToff/L,其间Toff为开关关断时刻。

  反激电源输出电压为36V,副边线圈输出的电压为输出电压VO再加上整流管的压降VF,VF压降约为0.6V。因为变压器线圈匝数和电压成正比,因而副边线圈匝数为

  求得NS=8.29,取9匝。两个辅佐绕组,一个用于输出端恒流芯片供电,一个用于去磁检测,取两个辅佐绕组的输出电压为15V,其匝数均为:NA=15×Ns/(Vo+VF)。核算NA=3.69,取4匝。

  变压器绕制,初级线mm漆包线,次级绕组及两个辅佐绕组选用0.3mm漆包线,为下降集肤效应影响,都选用3股并绕法。绕线型铁氧体磁芯的窗口面积,因而线圈绕制合理。变压器需开气隙为:Ig=4×10-7NpAg/Lp=0.34mm。

  开关管接受最大电压有PFC输入电压、原边感应电压和开关管关断时初级线圈冲击电压,电压之和约为638V。开关管注册推迟与关断推迟时刻都要尽可能短,以进步开关速度,防止形成无谓损耗。考虑裕量和开关管损耗,在此选用Infineon公司的20N60S5。

  限压操控方面,选用德州仪器公司出产的三端可调分流基准源TL431A。在运用中要挑选传输系数和耐压较高的光电耦合器,选用型号为PC817的光耦器。别的需经过R16、R17、R18对TL431A进行分压,别离取R16=3k、R17=100k、R18=39k,核算能得到稳守时V1=36V,契合条件。恒流操控方面,选用型号为LM358的运算放大器。

  在规划中运用阻值为0.05的电阻R2在输出端作为电流采样电阻。电流反应信号经过LM358、二极管D6和光电耦合器PC817反应至OB2269的2脚FB端,再经过OB2269芯片操控输出电压,完结输出电流稳定在3A。

  在完结电路调试和驱动电源的制造后,选用功率电阻模仿负载的方法,对电源样机的实践作业情况进行了试验测验。电源在不同输入电压条件下负载作业时所测得的数据如表1所示。从表中数据能够看出,在100到240V的宽输入电压规模内,输出电流均坚持在3A左右,到达恒流输出的作用。

  电源在不同负载条件下作业时所测得的数据如表2所示。数据标明,电源功率及功率因数随负载添加而上升。在满负载的情况下,驱动电源样机的功率因数到达96.9%,功率能到达86.75%,根本契合大功率LED照明体系对驱动电源的要求。

  本文从功率因数校对和改换器及其拓扑结构进步行了评论剖析,规划出一款有源功率要素校对的单端反激改换大功率LED驱动电源,经过测验驱动电源的功率因数和功率,给出试验成果并进行剖析,验证本文所述理论的正确性。