LED光源作為一種新型綠色光源
，由於其具有耗電量低、壽命長
、反應速度快
、高效節能等優點，已被越來越廣泛的應用。在同樣亮度下
，LED光源耗電量僅為普通白熾燈的十分之一，而壽命卻可以延長100倍。但其壽命很大程度上決定於驅動電源，因此一種可靠的、轉換效率高的、壽命長的LED驅動電源對於LED光源至關重要。

 

 

本設計采用TNY279電源芯片作為開關電源的控製芯片，TNY279電源芯片在一個器件上集成了一個700V高壓MOSFET開關和一個電源控製器

，與普通的PWM控製器不同，它使用簡單的開/關控製方式來穩定輸出電壓。控製器包括一個振蕩器、使能電路、限流狀態調節器、5.8V穩壓器
、欠電壓即過電壓電路、限流選擇電路
、過熱保護
、電流限流保護

、前沿消隱電路。該芯片具有自動重啟、自動調整開關周期導通時間及頻率抖動等功能。

 

 

電源的核心部分采用反激式變換器
，結構簡單
，易於實現。整體設計電路圖如圖1.

 

 

圖1：電源整體設計電路

 

2.1輸入整流濾波電路

 

考慮到成本、體(ti)積(ji)等(deng)因(yin)素(su)，改(gai)善(shan)諧(xie)波(bo)采(cai)用(yong)無(wu)源(yuan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)電(dian)路(lu)，主(zhu)要(yao)是(shi)通(tong)過(guo)改(gai)善(shan)輸(shu)入(ru)整(zheng)流(liu)濾(lv)波(bo)電(dian)容(rong)的(de)導(dao)通(tong)角(jiao)方(fang)式(shi)來(lai)實(shi)現(xian)。具(ju)體(ti)方(fang)法(fa)是(shi)在(zai)交(jiao)流(liu)進(jin)線(xian)端(duan)和(he)整(zheng)流(liu)橋(qiao)之(zhi)間(jian)串(chuan)聯(lian)電(dian)感(gan)
，如(ru)圖(tu)1所示C1、C2、L1、L2組成一個π型電磁幹擾濾波器，並使用填穀電路填平電路，減小總諧波失真。填穀電路由D1、D2
、、D3、C3、C4、R3組成，限製50Hz交流電流的3次諧波和5次諧波。

 

經整流及濾波的直流輸入電壓被加到T1的初級繞組上。U1（TNY279）中集成的MOSFET驅動變壓器初級的另一側。二極管D4、C5
、R6組成鉗位電路，將漏極的漏感關斷電壓尖峰控製在安全值範圍以內。齊納二極管箝位及並聯RC的結合使用不但優化了EMI

，而且更有效率。

 

2.2高頻變壓器設計

 

TNY279完全可以自供電的，但是使用偏置繞組，可以實現輸出過壓保護，在反饋出現開環故障時能夠保護負載
，有效地減少對LED光源的產生的損害
，在本設計中采用偏置繞組
，如圖1
，同時可由更低的偏置電壓向芯片供電，抑製了內部高壓電流源供電，在空載時功耗可降低到40MW以下。Y電容可降低電磁幹擾。

 

2.3反饋電路設計

 

次級采用恒流恒壓雙環控製。NCS1002是一款恒流恒壓次級端控製器。如圖2所示
，它的內部集成了一個2.5V的基準和兩個高精度的運放。

 

 

圖2：NCS1002芯片內部結構

 

電壓基準和運放1是電壓控製環路的核心。運放2則是一個獨立運放，用於電流控製。在本設計中

，電壓控製環路用於保證輸出電壓的穩定，電流反饋控製環路檢測LED平均電流
，即電路中R17上的電流，將其轉換成電壓和2.5V基準比較，並將誤差反饋到TNY279中來調整導通。

 

具體的工作原理是：NCS1002調節輸出的電壓值
，當輸出電壓超過設定電壓值時
，電流流向光耦LED，從而下拉光耦中晶體管的電流。當電流超過TNY279的de使shi能neng引yin腳jiao的de閾yu值zhi電dian流liu時shi，將jiang抑yi製zhi下xia一yi個ge周zhou期qi，當dang下xia降jiang的de電dian壓ya小xiao於yu反fan饋kui閾yu值zhi時shi，會hui使shi能neng一yi個ge開kai關guan周zhou期qi，通tong過guo調tiao節jie使shi能neng周zhou期qi的de數shu量liang，對dui輸shu出chu電dian壓ya進jin行xing調tiao節jie，同tong樣yang，當dang通tong過guo檢jian測ce到daoR16上的電流即輸出電流大於設定的值時
，電流通過另一個二極管下拉光耦LED中晶體管的電流，達到抑製TNY279dexiayigezhouqidemude，dangshuchudianliuxiaoyushedingdianliushihuishinengyigekaiguanzhouqi
，tongguozheyangdefankuitiaojiejizhi，nengshideshuchudedianyahedianliudouchuyuwendingdezhuangtai。

 

當反饋電路出現故障時

，即在開環故障時，偏置電壓超過D9與旁路/多功能引腳電壓時，電流流向BP/M引腳。當此電流超過ISD（關斷電流）時TNY279的內部鎖存關斷電路將被激活，從而保護負載。由於使用了偏置繞組將電流送入BP/M引腳，抑製了內部高電壓電流源，這樣的連接方式將265VAC輸入時的空載功耗降低到40MW有效的降低功耗。

 

 

3.1輸入輸出參數

 

輸入電壓（AC）：85～265 V

 

頻率：50Hz

 

輸出電壓：12V

 

輸出電流：1.67A

 

輸出功率：20W

 

3.2變壓器參數計算

 

在最低電網電壓為85V時

，最小的直流輸入電壓V MIN，可通過下式計算：

 

3.3變壓器的繞製

 

 

圖3：變壓的初級、次級和偏置繞組的繞製示意圖

 

初級繞組以引腳2作為起始引腳，繞85圈（x1線），在2層中從左向右。在第1層結束時，繼續從右向左繞下一層。在最後一層上，使繞組均勻分布在整個骨架上。以引腳1作為結束引腳
，添加1層膠帶以進行絕緣。

 

偏置繞組以引腳4作為起始引腳，繞9圈（x 2線）。沿與初級繞組相同的旋轉方向進行繞製。使繞組均勻分布在整個骨架上。以引腳3作為結束引腳，添加3層膠帶以進行絕緣。

 

次級繞組以引腳7作為起始引腳，繞8圈（x 2線）。使繞組均勻分布在整個骨架上。沿與初級繞組相同的旋轉方向進行繞製。以引腳6作為結束引腳
，添加2層膠帶以進行絕緣。

 

 

設計了一種基於TNY279的大功率LED驅qu動dong電dian源yuan電dian路lu
，分fen析xi了le其qi工gong作zuo原yuan理li和he設she計ji方fang法fa
，反fan饋kui環huan節jie采cai用yong恒heng壓ya恒heng流liu雙shuang環huan的de設she計ji，保bao證zheng輸shu出chu電dian壓ya和he輸shu出chu電dian流liu的de恒heng定ding
，同tong時shi在zai開kai環huan故gu障zhang下xia能neng夠gou自zi動dong關guan閉bi，保bao護hu負fu載zai
，有you效xiao的de減jian少shao了le對duiLED光源的損害，提高LED的使用壽命。同時轉換效率也在83%以上，並滿足國際標準中對諧波含量的要求。經驗證電路能夠輸出預期的效果。