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基于DC/DC开关稳压器的大功率LED恒流驱动设计

时间:2017-7-15 9:02:00   来源:本网   添加人:admin

  基于DC/DC开关稳压器的大功率LED恒流驱动设计刘仁贵s侯成英2(1.西北工业大学明德学院,陕西西安710124;2.西安中兴精诚科技有限公司陕西西安710075)的恒压电源相比,电路增加了阻值很小的采样电阻以及由通用运算放大器组成的电压反馈回路和电流采样、放大反馈回路,同时增加了电压、电流反馈回路自动切换电路,使电路能根据负载大小在恒压和恒流模式之间自动切换。实验数据表明,基于该方法设计的LED恒流稳压电源恒流精度高,误差小于1%,效率超过87%,且电路工作稳定,元件取材广泛,价格低廉。

  当前全球能源紧缺日益加剧,制约着经济的发展,节能成为人类面临的重要课题。在照明领域,被称为第4代照明光源或绿色光源的LED照明产品以节能、环保、寿命长、体积小、坚固耐用等特点吸引着世人的目光。

  由于LED的伏安特性呈现非线性且伏安特性具有负温度系数的特点,以及生产工艺和生产水平的差异,不同生产厂家生产的同样功率等级的大功率LED伏安特性存在差异,即使是同一厂家生产的同一批次的LED,个体间的正向压降也存在一定差异等原因,为了减少LED的光衰,延长LED的使用寿命,LED的驱动电源采用低压直流恒流电源。目前,安森美、TI等世界知名半导体器件公司均推出了适合LED驱动的DC/DC专用恒流控制集成电路,如NCP3066、TPS40211DG等,该类集成电路具有较高的转换效率,但该类集成电路价格相对较高,市面上不易购买。针对该问题,本文阐述了基于市面常用的DC/DC开关稳压器的恒流稳压电源的通用设计方法,并给出相关设计实例以及相关测试数据。

  1基于DC/DC稳压器的恒流稳压电源设计DC/DC开关稳压器自问世以来,广泛应用于各种电子设备中,用作恒压源,当负载电流在额定范围内变化时,其输出电压保持不变。DC/DC开关稳压器的原理框图如所示。

  DC/DC开关稳压器输出电压Vot=(1+晏L)XVrf,其中Vf DC/DC开关恒流驱动基于可调输出的DC/DC开关稳压器设计,即输出电压采样电路外置的DC/DC开关稳压器设计的,而固定输出的开关稳压器是不能设计成恒流源的。无论是功率管集成的还是外置的可调输出的DC/DC开关稳压器,均可设计成恒流源。实质上,固定电压输出的DC/DC开关稳压器是其内部集成了电压采样电路,对外没有设置反馈引脚,电流反馈信号无法引入误差放大电路,从而不能设计成恒流源。

  在中,恒流源输出电流值/=,由于Vrf为定值,改变Rs即可改变输出电流值。恒流原理用用AC交流分析功能的RC电路放电期时间常数仿真测试Fig.5TheRCcircuit'stimeconstantsimulation游标指针读取数据时不易精确定位。减小读数误差的简便方法是将仿真波形显示窗口横向拉长,游标指针定位后再缩小。

  所述测试方案1、2亦可用Multisim的AC交流分析功能完成。

  通过所述的几个测试方案,可深入理解RC电路时间常数与电路参数之间的关系,从而进一步理解实验测试原理及创新测试方法。

  将计算机仿真软件Multisim引入到大学物理实验中,使实验的仿真、测试非常方便,特别便于电路参数改变时的测试。所述方法具有实际应用意义。