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各大芯片厂商陆续推出用于LED驱动的反激式拓扑

时间:2019-04-16 18:10 作者:admin

  (Light Emitting Diode)照明作为一种节能高效、绿色环保的照明技术,在室内外照明、交通信号灯、汽车照明、背光显示等领域[1]的应用日益广泛。因此,研究高效能的

  由于LED需要恒流源供电,市电需要经过一个驱动器将高压交流电转换为低压恒流源供LED使用。近年来,各大芯片厂商陆续推出用于LED驱动的反激式拓扑的原边控制(Primary Side Regulation,PSR)芯片,省去了变压器副边用于反馈的光耦,体积缩小,成本降低[2],从而使得反激式电路在LED驱动领域的应用范围大大增加。

  文献[3]介绍了一种传统的原边控制反激式LED恒流驱动器,其中变压器具有三个绕组,分别为原边绕组、副边绕组和辅助绕组。辅助绕组用于将变压器退磁信号反馈给芯片,实现恒流控制。本文提出一种特殊的恒流控制方式,从而无需辅助绕组的反馈作用,进一步缩小了系统体积,降低了整个驱动器的成本。

  本文介绍的LED恒流驱动电路的整体结构如图1所示。输入电容C1对外部输入电压进行滤波,同时也起到降低EMI的作用。系统输入电压通过启动电阻R1和储能电容C2给VCC供电。由于整个电路的工作电压极低,所以无需辅助绕组的额外供电。15V的LDMOS对650V的VDMOS进行源极驱动,两个开关管同步开启和关断。开关管开启后,采样电阻Rcs采样原边绕组电流,当其两端电压达到检测阈值时,CS信号将开关管关闭。

  根据楞次定律,Np和Ns上的电压反向,续流二极管D5正向导通,原边储存的能量传递给副边,通过副边向输出电容C3充电,向负载LEDs提供能量。当副边绕组电流降到0后,OUT引脚出现谐振,通过零电流检测比较器ZCD将功率开关管再次开启。由于电路设计在DCM模式,所以电流降到0后还有一段死区时间,负载靠输出电容上的储能工作。

  其中RCS为采样电阻阻值,Vref为内部基准电压,NP为原边匝数,NS为副边匝数,Tdemag为副边退磁时间,T为功率管开关周期。从式(1)中可以看出,如果外围确定,则RCS、NP、NS都确定,本设计通过恒流控制模块,保证Tdemag/T=1/2,从而实现输出恒流。

  恒流控制模块原理图如图2所示。CS比较的输出高电平控制电容C的放电,ZCD比较器的输出高电平控制电容C的充电,电流源与电流沉保证电容C的充放电斜率相等。当电容上的电压达到Vref2时,功率开关管开启,当采样电阻RCS上的电压达到Vref时,功率开关管关闭。图3为电容C上的电压波形,可以看出Tdemag=Ton+Tdead,从而实现Tdemag/T=1/2。

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