幹貨分享:LED拓撲選擇示例分析
發布時間:2014-11-02 責任編輯:echolady
【導讀】現如今,LED已經占據照明市場的半邊天。隨著市場需求日益精益求精,初級LED照明電路的設計已經不是難題。拓撲電路成為工程師的焦點。本文詳細分析了LED驅動拓撲結構的示例。

圖1:備選LED電源拓撲

圖2:簡單的降壓和升壓型拓撲
相信稍有基礎的人都能看出來,圖2當中的第二個電路為備選的降壓穩壓器,其中的MOSFET對接地進行驅動,從而大大降低了驅動電路要求。該電路可選擇通過監測FET電流或與LED串聯的電流感應電阻來感應 LED電流。後者需要一個電平移位電路來獲得電源接地的信息,但這會使簡單的設計複雜化。
另外,圖2中還顯示了一個升壓轉換器,該轉換器可在輸出電壓總是大於輸入電壓時使用。由於MOSFETduijiedijinxingqudongbingqiedianliuganyingdianzuyecaiyongjiedicankao,yincicileituopushejiqilaijiuhenrongyi。gaidianludeyigebuzuzhichushizaiduanluqijian,tongguodianganqidedianliuhuihaowuxianzhi。danshikeyitongguobaoxiansihuodianziduanluqidexingshilaizengjiaguzhangbaohu。ciwai,mouxiegengweifuzadetuopuyeketigongcileibaohu。

圖3:降壓-升壓型拓撲可調節大於或小於 Vout的輸入電壓
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圖4:降壓或升壓型以及 SEPIC 拓撲提供了更高的效率
當dang然ran該gai電dian路lu也ye是shi有you優you點dian存cun在zai的de,就jiu是shi當dang輸shu出chu和he輸shu入ru的de電dian壓ya對dui等deng時shi,開kai關guan和he電dian感gan器qi電dian流liu也ye近jin乎hu等deng同tong於yu輸shu出chu電dian流liu。電dian感gan紋wen波bo電dian流liu也ye趨qu向xiang於yu變bian小xiao。即ji使shi該gai電dian路lu中zhong有you四si個ge電dian源yuan開kai關guan,通tong常chang效xiao率lv也ye會hui得de到dao顯xian著zhu的de提ti高gao,在zai電dian池chi應ying用yong中zhong這zhe一yi點dian至zhi關guan重zhong要yao。圖tu4中還顯示了 SEPIC 拓撲,此類拓撲要求較少的 FET,但需要更多的無源組件。其好處是簡單的接地參考 FET 驅動器和控製電路。此外,可將雙電感組合到單一的耦合電感中,從而節省空間和成本。但是像降壓-升壓拓撲一樣,它具有比“降壓或升壓”和脈動輸出電流更高的開關電流,這就要求電容器可通過更大的 RMS 電流。
當(dang)然(ran),在(zai)考(kao)慮(lv)效(xiao)率(lv)的(de)基(ji)礎(chu)上(shang),所(suo)有(you)的(de)效(xiao)率(lv)就(jiu)都(dou)應(ying)出(chu)於(yu)對(dui)安(an)全(quan)的(de)考(kao)慮(lv),一(yi)般(ban)來(lai)說(shuo)都(dou)會(hui)規(gui)定(ding)在(zai)離(li)線(xian)電(dian)壓(ya)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)之(zhi)間(jian)使(shi)用(yong)隔(ge)離(li)。在(zai)此(ci)應(ying)用(yong)中(zhong),最(zui)具(ju)性(xing)價(jia)比(bi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)反(fan)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)(請參見圖5)。它要求所有隔離拓撲的組件數最少。變壓器匝比可設計為降壓、升壓或降壓-升壓輸出電壓,這樣就提供了極大的設計靈活性。 但其缺點是電源變壓器通常為定製組件。此外,在 FET以及輸入和輸出電容器中存在很高的組件應力。在穩定照明應用中,可通過使用一個“慢速”反饋控製環路(可調節與輸入電壓同相的LED電流)來實現功率因數校正(PFC)功能。通過調節所需的平均LED電流以及與輸入電壓同相的輸入電流,即可獲得較高的功率因數。

圖5: 反激式轉換器可提供隔離和功率因數校正功能
總結
本篇文章詳細介紹了幾種常用的LED拓撲結構,針對輸入電壓、輸出電壓、隔離等方麵做出了分析。希望在閱讀完本篇文章之後,能夠對這方麵的知識有所積累。
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