作為一種新型的節能、環(huán)保的綠色光源產(chǎn)品，LED擁有廣闊的市場(chǎng)前景。市場(chǎng)現階段已經(jīng)出現上千款LED驅動(dòng)IC。其中我們遇到比較多的是單芯片線(xiàn)路結構(圖1a)。
根據IC的數據表可知，這類(lèi)IC為工作于PWM方式的高效LED驅動(dòng)控制電路，借助于外部電路，能適應從8V到450V 的寬輸入電壓范圍。通過(guò)外部的電阻(或電容)可設定固定頻率控制外部功率MOS管，以恒流的方式可靠地驅動(dòng)LED串。LED的電流可以通過(guò)選擇恰當的限流電阻來(lái)設定。同時(shí)提供線(xiàn)性調光功能，支持低頻可變占空比的數字脈沖(PWM)調光功能。
根據應用場(chǎng)合和按照不同的標準，其驅動(dòng)方案可以分為三種。
按照PWM調節方式，可以分成恒定頻率和恒定關(guān)斷時(shí)間兩類(lèi)(圖1)。
在穩定狀態(tài)下加在電感兩端的電壓乘以導通時(shí)間等于關(guān)斷時(shí)刻電感電壓乘以關(guān)斷時(shí)間：Von*Ton=Voff*Toff，即(Vin-Vo)*Ton=Vo*Toff。
從電感的計算公式可以看出這兩者之間的差異性，圖1a中的電感計算式為L(cháng) = (Vin–Vo) * Ton /ΔI ，圖1b中的電感計算式為L(cháng)＝Vo*Toff/ΔI。Io=Ip-ΔI /2。如圖2所示電流波形示意圖，電感確定后，圖2a中輸入電壓Vin變化導致紋波電流ΔI變化，以致輸出電流變化；圖2b中的紋波電流ΔI與輸入電源電壓無(wú)關(guān)。因此在電壓波動(dòng)較大的寬電壓應用環(huán)境下，使用恒定關(guān)斷時(shí)間電路方式。
按照是否隔離，可以分成隔離和非隔離兩類(lèi)。
隔離和非隔離驅動(dòng)方式主要針對市電交流輸入而言。當采用圖3a的非隔離方式時(shí)，建議工作在電流連續模式；當采用圖3b的隔離方式時(shí)，建議變壓器工作在非連續方式(即每個(gè)周期結束時(shí)，變壓器無(wú)剩磁)，這樣可以保證每次開(kāi)關(guān)周期，變壓器原邊傳送給副邊的能量相同(與電源電壓無(wú)關(guān))。
圖3b隔離方式為反激式電路結構，當Q1導通時(shí)，原邊繞組電流增加，副邊繞組無(wú)電流，負載通過(guò)C2續流。當Q1關(guān)斷時(shí)，副邊繞組導通，變壓器存儲的能量通過(guò)副邊繞組釋放為負載。變壓器轉移功率P＝1/2*Imax*Imax*L*Fosc。采用這種隔離方式時(shí)，必須注意副邊不在環(huán)路控制中，有可能出現大電流從而損害LED。使用時(shí)必須增加保護電路限流。
按照電源類(lèi)別，可以分成交流和直流兩類(lèi)。
當交流市電作輸入時(shí)，只需要將電源電壓整形濾波后接入直流應用電路。
基于AX2028的LED驅動(dòng)電路設計
LED產(chǎn)品對其驅動(dòng)電源的要求包括：穩定、可靠、高效、通用。AX2028是一款LED驅動(dòng)恒流控制芯片，系統應用電壓范圍為12VDC至600VDC，占空比為0～100%，固定關(guān)斷時(shí)間工作模式。它支持交流85V～265V輸入，非隔離和隔離應用方案。AX2028采用獨特的技術(shù)進(jìn)行恒流控制和補償方法，使LED電流在交流85V～265V范圍內變化小于±3％。AX2028采用優(yōu)化的系統結構，使得系統效率高于92％�？蓮V泛應用于E14、E27、PAR30、PAR38、GU10等燈杯和LED日光燈。
AX2028具有多重LED保護功能，包括LED開(kāi)路保護、LED短路保護、過(guò)溫保護。在系統故障出現的時(shí)候，電源系統進(jìn)入保護狀態(tài)，直到故障解除，系統又重新進(jìn)入正常工作模式。
在AX2028_TUBE_18W非隔離應用設計(圖4)中，LED光源陣列設計為0.06W白光LED(SMT或草帽燈)24個(gè)串聯(lián)、12串并聯(lián)的方案，驅動(dòng)288個(gè)小功率WLED，總功率為18W。
電路采用了EMI抑制電路、整流濾波電路、填谷PFC電路、AX2028恒流系統電路來(lái)驅動(dòng)LED工作。
AX2028_TUBE_12W簡(jiǎn)化板應用方案的性能指標如下：
寬電壓AC 85～265v；輸出 12串12并
電流220MA±1MA(輸出電流可調)
電壓調整率：1%
負載調整率：3%
電源效率＞88%
PFC＞0.92
THD＜45
短路保護
開(kāi)路保護；空載輸出限壓＜48V(限壓可調)
MOS溫升＜20℃
規格指標：
單面PCB布局
190mm*16mm*11mm，適合T8、T10、日光燈管
不易導致器件虛焊，貼片采用豎式排列
無(wú)噪聲
采用獨特電路結構，無(wú)閃爍
高性?xún)r(jià)比
對于非隔離的燈具，其設計原理可延用上述LED日光燈應用典型方案設計思路經(jīng)行選擇，改變LED光源排列方式，則可以變換成各種不同形式的LED燈具。針對各種LED燈具對驅動(dòng)電源的不同要求，可以改變電源的輸出特性設計來(lái)滿(mǎn)足各不相同的需求。AX2028可應用于設計隔離與非隔離的球泡燈、PAR燈、筒燈、嵌燈、洗墻燈、臺燈、可控硅調光燈等LED光源燈具的驅動(dòng)電源。
本文小結
AX2028在設計上的重大改進(jìn)使得性能更趨完善，固定Toff工作模式、高占空比、高達92%的效率、高恒流精度等特性，使其更適用于LED照明燈具的驅動(dòng)電源應用。 |
