LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

(圓滿版)LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(新)(圓滿版)LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(新)(圓滿版)LED燈恒流驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(新)...LED高效恒流驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)指導(dǎo)書第1章緒論1.1LED工作原理1.1.1LED發(fā)光原理發(fā)光二極管〔LED〕是一種將把電能變?yōu)楣饽艿钠骷?，發(fā)光二極管的主要部份是由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體構(gòu)成的晶片，在P型半導(dǎo)體中，空穴據(jù)有絕對(duì)地位，而在N型半導(dǎo)體中電子占絕大部分。在這二者之間是p-n結(jié)。的大概工作過程是一個(gè)電變光的過程，當(dāng)LED的p-n結(jié)由外面電路加上正向偏壓時(shí)，P區(qū)的正電荷將向N區(qū)擴(kuò)散，同時(shí)N區(qū)的電子也向P區(qū)擴(kuò)散，電子與空穴聯(lián)合此后開釋能量，一局部能量由光的形式發(fā)散出來，這就是發(fā)光的原由。不一樣樣大小的能量水平的差別，頻次和波長的光的不一樣樣，相應(yīng)的光的顏色是不一樣樣的，這即是LED發(fā)光原理。1.1.2LED光源的特色1超低能耗比起傳統(tǒng)的白熾燈為首的白熾燈，最少節(jié)儉20%以上的電量，節(jié)儉了資源。2超長壽命傳統(tǒng)的節(jié)能燈的壽命是2000~8000小時(shí)，而LED照明燈壽命可達(dá)5萬~10萬小時(shí)。3響應(yīng)時(shí)間短LED燈的響應(yīng)時(shí)間比傳統(tǒng)的照明燈快幾個(gè)數(shù)目級(jí)。4工作電壓低LED的驅(qū)動(dòng)電源既能夠是高壓電源又能夠是低壓電源，比較傳統(tǒng)的照明燈，它更為適應(yīng)電壓的變化，電壓發(fā)生變化的時(shí)候不簡單破壞。5綠色環(huán)保符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)造成環(huán)境污染，并且LED能夠被回收利用。6堅(jiān)固靠譜LED圓滿封裝在循環(huán)氧樹脂里面的LED，它比傳統(tǒng)照明燈更為堅(jiān)固不易破壞。7不招蚊蟲因LED用二極管發(fā)光技術(shù)，使用的冷光源，所以不招蚊蟲。8自選顏色能夠經(jīng)過不一樣樣的設(shè)計(jì)以及電流的大小來改變LED的顏色。如小電流時(shí)為紅色的LED，跟著電流的增添，能夠挨次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色。目前白色LED發(fā)光效率已經(jīng)打破120LM/W，是白熾燈15LM/W的8倍，是熒光燈50LM/W的2倍多。LED的光譜中沒有紫外線和紅外線成分，所以有害輻射小。在散熱優(yōu)秀的狀況下，LED的光通量半衰期大于5萬小時(shí)以上，能夠正常使用20年，器件壽命一般都在10萬小時(shí)以上，是熒光燈壽命的10倍，是白熾燈的100倍。這類燈具擁有特別好的節(jié)能長壽命特色，跟著白色LED價(jià)錢的不停降低，LED照明燈不單在節(jié)日彩燈裝修中寬泛應(yīng)用，并且漸漸延長到路面照明、民用照明等低照度要求的領(lǐng)域，全面進(jìn)入適用化，并且在環(huán)保方面荒棄物能夠回收，沒有熒光燈的汞污染問題，是國家要點(diǎn)張開的繼白熾燈、熒光燈今后的第三代照明家產(chǎn)。......LED驅(qū)動(dòng)電源原理以以下圖為超高亮LED的特色伏案特色曲線，即正向電流(IF)和正向壓降(VF)的關(guān)系曲線，由曲線可知，當(dāng)正向電壓超出某個(gè)閾值，即平常所說的導(dǎo)通電壓今后，可近似以為，IF與VF成正比。表中是目前主要超高亮LED的電氣特色。目前超高亮LED的最高IF可達(dá)1A，而VF平常為2～4V。〔圖1〕因?yàn)長ED的光特色平常都表述為電流的函數(shù)，而不是電壓的函數(shù)，〔圖2〕是光通量(φV與)IF的關(guān)系曲線，所以，采用恒流源驅(qū)動(dòng)能夠更好地控制亮度。其余，LED的正向壓降變化范圍比較大(最大可達(dá)1V以上)，而由〔圖1〕中的VF-IF曲線可知，VF的微小變化會(huì)惹起較大的，IF變化，進(jìn)而惹起亮度的較大變化。所以，采用恒壓源驅(qū)動(dòng)不可以夠保證LED亮度的一致性，并且影響LED的靠譜性、壽命和光衰。所以，超高亮LED平常采用恒流源驅(qū)動(dòng)?！矆D2〕〔圖3〕是LED的溫度與光通量(φV)關(guān)系曲線，由〔圖3〕可知光通量與溫度成反比，85℃時(shí)的光通量是25℃時(shí)的一半，而-40℃光陰輸出是25℃時(shí)的倍。溫度的變化對(duì)LFD的波長也有一些影響，所以，優(yōu)秀的散熱是LED保持恒定亮度的前提?！矆D3〕是LED的溫度與光通量(φV關(guān))系曲線。......〔圖3〕一般LED驅(qū)動(dòng)電路介紹因?yàn)橛龅絃ED功率水平的限制，平常需同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED以知足亮度需求，所以，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路來點(diǎn)亮LED。下邊簡要介紹LED見解型驅(qū)動(dòng)電路。阻限流電路如〔圖4〕所示，電阻限流驅(qū)動(dòng)電路是最簡單的驅(qū)動(dòng)電路，限流電阻按下式計(jì)算。〔圖4〕式中：Vin為電路的輸入電壓：IF為IED的正向電流;VF為LED在正向電流IF時(shí)的壓降;VD為防反二極管的壓降(可選);y為每串LED的數(shù)目；x為并聯(lián)LED的串?dāng)?shù)。由上圖可得LED的線性化數(shù)學(xué)模型為：式中：Vo為單個(gè)LED的開通壓降;Rs為單個(gè)LED的線性化等效串聯(lián)電阻。那么上式限流電阻的計(jì)算可寫為：......當(dāng)電阻選定后，電阻限流電路的IF與VF的關(guān)系為由上式可知電阻限流電路簡單，但是，在輸入電壓顛簸時(shí)，經(jīng)過LED的電流也會(huì)跟從變化，所以調(diào)理性能差。其余，因?yàn)殡娮鑂的接人損失的功率為xRIF，所以效率低。線性調(diào)理器介紹線性調(diào)理器的核心是利用工作于線性區(qū)的功率三極管或MOSFFET作為一動(dòng)向可調(diào)電阻來控制負(fù)載。線性調(diào)理器有并聯(lián)型和串聯(lián)型兩種?！矆D5〕a所示為并聯(lián)型線性調(diào)理器又稱為分流調(diào)理器(圖中僅畫出了一個(gè)LED，實(shí)質(zhì)上負(fù)載能夠是多個(gè)LED串聯(lián)，下同)，它與LED并聯(lián)，當(dāng)輸入電壓增大或許LED減少時(shí)，經(jīng)過分流調(diào)理器的電流將會(huì)增大，這將會(huì)增大限流電阻上的壓降，以使經(jīng)過LED的電流保持恒定。因?yàn)榉至髡{(diào)理器需要串聯(lián)一個(gè)電阻，所以效率不高，并且在輸入電壓變化范圍比較寬的狀況下很難做到恒定的調(diào)理。〔圖5〕b所示為串聯(lián)型調(diào)理器，當(dāng)輸入電壓增大時(shí)，調(diào)理動(dòng)向電阻增大，以保持LED上的電壓(電流)恒定?！矆D5〕因?yàn)楣β嗜龢O管或MOSFET管都有一個(gè)飽和導(dǎo)通電壓，所以，輸入的最小電壓必然大于該飽和電壓與負(fù)載電壓之和，電路才能正確地工作。開關(guān)調(diào)理器介紹上述驅(qū)動(dòng)技術(shù)不單受輸入電壓范圍的限制，并且效率低。在用于低功率的一般LED驅(qū)動(dòng)時(shí)，因?yàn)殡娏髦挥袔讉€(gè)mA，所以耗資不顯然，當(dāng)用作電流有幾百mA甚至更高的高亮LED的驅(qū)動(dòng)時(shí)，功率電路的耗資就成了比較嚴(yán)重的問題。開關(guān)電源是目前能量變換中效率最高的，能夠抵達(dá)90%以上。Buek、Boost和Buck-Boost等功率變換器都能夠用于LED的驅(qū)動(dòng)，但是為了知足LED的恒流驅(qū)動(dòng)，采用檢測(cè)輸出電流而不是檢測(cè)輸出電壓進(jìn)行反響控制?！矆D6〕(a)為采用Buck變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，與傳統(tǒng)的Buek變換器不一樣樣，開關(guān)管S移到電感L的后邊，使得S源極接地，進(jìn)而方便了G的驅(qū)動(dòng)，LED與L串聯(lián)，而續(xù)流二極管D與該串聯(lián)電路反并聯(lián)，該驅(qū)動(dòng)電路不單簡單并且不需要輸出濾波電容，降低了本錢。但是，Buck變換器是降壓變換器，不適用于輸入電壓低也好多個(gè)LED串聯(lián)的場合。......〔圖6〕(b)為采用Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路，經(jīng)過電感儲(chǔ)能將輸出電壓泵至比輸入電壓更高的期望值，實(shí)此刻低輸入電壓下對(duì)LED的驅(qū)動(dòng)。長處是這樣的驅(qū)動(dòng)IC輸出能夠并聯(lián)使用，有效的提高單顆LED功率?！矆D6〕(c)為采用Buck—Boost變換器的LED驅(qū)動(dòng)電路。與Buek電路近似，該電路S的源極能夠直接接地，這樣方便了G的驅(qū)動(dòng)。Boost和Buck-Boosl變換器固然比Buck變換器多一個(gè)電容，但是，它們都能夠提高輸出電壓的絕對(duì)值。所以，在輸入電壓低，并且需要驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED時(shí)應(yīng)用好多?！矆D6〕第2章開關(guān)式恒流驅(qū)動(dòng)電源原理分析2.1LED驅(qū)動(dòng)方式常有的LED驅(qū)動(dòng)方式有以下三種：阻容降壓、間隔反激以及原邊調(diào)理方案。此中阻容降壓式電路簡單，本錢低，但效率低，調(diào)理精度差，已被裁汰。目前主要采用的是開關(guān)電源方式的間隔反激以及原邊調(diào)理方案。開關(guān)式穩(wěn)壓電源的根本工作原理開關(guān)電源是經(jīng)過控制晶體管的導(dǎo)通與截止的時(shí)間或頻次，以抵達(dá)堅(jiān)固輸出電壓的一種電源。比較線性電源，擁有效率高、體積小、重量輕、適應(yīng)電網(wǎng)電壓范圍寬等長處。開關(guān)式穩(wěn)壓電源的控制方法能夠分為脈寬調(diào)制〔PWM〕方法和頻次調(diào)制〔PFM〕方法兩種，在我們實(shí)行的工作和使用中，根本上都是用脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源。就當(dāng)下的開發(fā)和設(shè)計(jì)的開關(guān)電源集成電路中，八成以上都是采用脈寬調(diào)制型。所以接下來我們就主要介紹脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源。脈寬調(diào)制式開關(guān)穩(wěn)壓電源的根本源理可拜見以以下圖：......圖2-1開關(guān)電源根本源理從上圖所示的單極性矩形脈沖能夠看出，單極性矩形脈沖的寬度決定了U0的值，假如脈沖的寬度加寬，那么相應(yīng)的直流電壓也會(huì)增添。Uo可用以下公式計(jì)算得出結(jié)果：Uo=T1/T×Um=DUm此中T1是矩形脈沖寬度，T為該矩形脈沖周期，Um是矩形脈沖的峰值，D為占空比。從上邊的公式我們能夠得出結(jié)論，Uo能夠經(jīng)過調(diào)理D實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固。AC/DC開關(guān)式穩(wěn)壓電源的原理圖2-2開關(guān)電源原理電路溝通電壓AC經(jīng)過整流電路和濾波電路整流濾波后，含有脈動(dòng)成分的直流電壓，電壓被開關(guān)變換器變換成方波電壓，這個(gè)方波電壓被調(diào)寬〔或調(diào)頻〕后，再經(jīng)整流濾波后成為我們所要求的DC。脈沖寬度調(diào)制局部的電路，包含抽樣器、比較器、振蕩器、脈寬調(diào)制、參照電壓電路等等。反激式概括反激式(Flyback)變壓器，英文名稱：FlybackTransformer。變壓器也稱之為變換器、變換器。反激式是指當(dāng)初級(jí)線圈被變壓器的直流脈沖電壓激勵(lì)時(shí)，負(fù)載沒有變壓器次級(jí)線圈供給的功率輸出；只有當(dāng)斷開變壓器初級(jí)線圈的激勵(lì)電壓時(shí)，負(fù)載才會(huì)有功率輸出。這就是反激式開關(guān)電源。圖2-3反激式開關(guān)電源工作原理反激式變壓器有以下幾點(diǎn)長處:1.變換的效率高，2.變壓器匝比Nps數(shù)值小3.電路簡單，體積小，節(jié)約本錢。反激式開關(guān)電源的工作過程......以上圖所示的電路為例，我們來分析一下反激式的工作原理。當(dāng)三極管VT導(dǎo)通的時(shí)候，即左邊電路構(gòu)成通路，初級(jí)線圈繞組Np上有電流流過即Ip，并且開始積蓄能量。從圖中能夠看出，初級(jí)線圈Np和次級(jí)線圈N2的極性是相反的，二極管反偏截止，能量也就沒法進(jìn)行傳達(dá)，進(jìn)而沒法抵達(dá)負(fù)載。而當(dāng)三極管VT截止的時(shí)候，分析跟上述相反，二極管正導(dǎo)游通，能量抵達(dá)負(fù)載，I0流過負(fù)載。其過程的波形圖以下：圖2-4波形圖反激式開關(guān)電源的工作方式反激式變壓器的工作方式大概有以下兩種：其一是本次設(shè)計(jì)采用的工作方式，那就是DCM工作方式，即是電感電流不連續(xù)模式，其二是CCM工作方式，即便電感電流連續(xù)模式。1.CCM(ContinuousInductorCurrentMode)，就是周期內(nèi)開啟時(shí)間所獲取的能量在反激的時(shí)間里部份或者說不圓滿的傳給輸出端。2.DCM(DiscontinuousInductorCurrentMode)，就是周期內(nèi)開啟時(shí)所積蓄的能量在周期內(nèi)的反激時(shí)間完全或許說是所有流到輸出端。圖2CCM與DCM工作模式波形圖。原邊反響概括2.3.1PSR〔PrimarySwitchingRegulator，原邊開關(guān)調(diào)理〕控制原理......近兩年因?yàn)镻SR線路簡單，本錢低，所以在充電器，LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方面相當(dāng)流行。先說說CV操作模式，此刻全局部芯片都是直接取樣協(xié)助線圈上電壓，因?yàn)槁└械脑桑贛OS關(guān)斷后，也就是次級(jí)二極管導(dǎo)通瞬時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)尖峰，影響電壓采樣，為了避開個(gè)這個(gè)尖峰，全局部廠家都是采用延時(shí)采樣，也就是在MOS管關(guān)斷一段時(shí)間后再來采樣線圈電壓。進(jìn)而避開漏感尖峰。PI是在高壓開關(guān)關(guān)斷μｓ采樣。這類采樣方式其實(shí)在從前好多芯片上的過壓保護(hù)上也都有應(yīng)用，比方OB2203和UCC28600，NCP1377上都有這樣的應(yīng)用，所以能夠獲取較高精度的過壓保護(hù)。還有些廠家是在下取樣電阻上并一個(gè)小容量的電容來實(shí)現(xiàn)。同時(shí)建議大家汲取電路使用恢復(fù)時(shí)間約只有2us的IN4007再串一個(gè)百歐左右的電阻作汲取。能夠減小漏感產(chǎn)生的振鈴，進(jìn)而減小取樣偏差。獲取較高采樣精度。次級(jí)圈數(shù)固定，協(xié)助繞組固定，取樣精度高。比較器內(nèi)部精度也高，自然能夠獲取較高的輸出電壓精度。圖片截自NCP1377規(guī)格書。因?yàn)檩敵鲭娏鱅o是次級(jí)電流〔以以以下圖的三角形〕在一個(gè)工作周期的均勻值，所以Io=(Td/T)*Ipsk/2,其中T為工作周期。由安匝均衡條件，Np*Ipk=Ns*Ipks，所以Ipks=Np*Ipk/Ns,將Ipks=Np*Ipk/Ns代入Io=(Td/T)*Ipsk/2，獲?。篒o=(Td/T)*〔Np*Ipk/Ns〕/2。......由上式能夠看出，Np,Ns為常數(shù)，只需固定Ipk和Td/T，就能夠獲取固定的電流輸出，即恒流〔CC〕輸出。市道上好多IC固定Ipk的方式是限制初級(jí)MOS取樣電阻上的峰值電壓，同時(shí)為了防備寄生電容在導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的電流尖峰，會(huì)參加一段消隱時(shí)間。Td/T是由IC內(nèi)部固定的。OB企業(yè)的是〔它是給出Td同頻次的關(guān)系〕，BYD的1508是直接給出。仙童的沒有直接給出1317沒直接給出這個(gè)值，而是給出了一個(gè)計(jì)算初級(jí)電流的公式。也是間接告訴了Td/T。COP8155也是這樣，經(jīng)過計(jì)算。在CC時(shí)，在不一樣樣輸出電壓狀況下，工作在PFM模式以保證固定的Td/T而實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固的輸出電流。這就是實(shí)現(xiàn)恒流的根本源理，輸出電壓變化時(shí)能保證電流不變。只需保證IC的Td/T的精度，以及初級(jí)峰值電流的限流精度就能夠獲取較高的輸出電流精度。這兩局部根本上取決于IC。取樣電阻保證１％是沒有問題的。關(guān)于PSR對(duì)電感量賠償?shù)脑恚?dāng)電感量低出設(shè)計(jì)正常值時(shí)，要抵達(dá)相同的峰值電流需要的時(shí)間就短了，Δt=L*ΔI/V,ΔI在DCM模式時(shí)等于峰值電流，而峰值Ipk電流是固定的〔見上述〕。V就是Vin,為常數(shù)，所以L低會(huì)造成Δt降落，也就是Ton〔Δt=Ton〕降落。依據(jù)伏秒均衡，Vp*Ton=Vs*Td,得Ton=Td*Ns/Np,Np,Ns為常數(shù)，Ton的降落相同也造成Td降落。因?yàn)門d/T為固定值，Td降落造成T變小，所以頻次就高升了。但是因?yàn)橛凶罡哳l次的限制,所以設(shè)計(jì)時(shí)要注意在最重?fù)?dān)載時(shí)，頻次不可以夠工作在最高頻次，這樣電感量的變化將得不到賠償〔經(jīng)過調(diào)理頻次〕。應(yīng)適合低于最高工作頻次。電感量超出正常值時(shí)，結(jié)果自然是相反的。Io=(Td/T)*〔Np*Ipk/Ns〕/2。只需Ipk,Td/T不變，輸出電流也就不變。所以電感量變化惹起的是頻次的變化。從公式P=1/2*L*I2*f也能夠看出。I固定，輸出功率不變，L的變化惹起的是頻次f的變化，但必然要注意最高工作頻次限制。同時(shí)該公式還說明，I固定，f隨P減小而減小，進(jìn)而能夠減小電源的待機(jī)功耗，但要注意最低的頻次要大于可聞?lì)l次〔20KHz〕，免得變壓器產(chǎn)生可聽到的“吱吱〞噪聲。初級(jí)調(diào)理原理我們能夠經(jīng)過聯(lián)合下邊的原理圖來進(jìn)行分析。負(fù)載的任何改變我們都能夠經(jīng)過協(xié)助繞組(NAUX)的電壓變化來監(jiān)控。我們用控制器打開MOS管。使其導(dǎo)通今后，初級(jí)繞組線圈電流I從0線性上升到ipeak,其公式為iVinpeaktLpon〔2-1〕這個(gè)過程中初級(jí)繞組NP已經(jīng)把能量積蓄起來了，而當(dāng)我們讓MOS管封閉今后，在初級(jí)繞組里面積蓄的能量將會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，這個(gè)時(shí)候次級(jí)繞組線圈開始接受來自初級(jí)繞組的能量，能量挪動(dòng)的過程就這樣達(dá)成了。此后能量經(jīng)過整容濾波電路今后，就能夠加載到輸出端上.圖2-5原邊反響原理圖......2PSR電源的CV/CC工作區(qū)間PSR電源的次級(jí)側(cè)工作區(qū)間以以以下圖所示。電源啟動(dòng)后，在沒有抵達(dá)設(shè)定的恒流電路從前，輸出電流隨著輸出電壓的增添而增添〔線性區(qū)〕；當(dāng)?shù)诌_(dá)恒流調(diào)理狀態(tài)〔恒流區(qū)〕時(shí)，經(jīng)過調(diào)理輸出電壓賠償LED壓降的溫漂變化，使流過LED的電流保持恒定；當(dāng)輸出電壓抵達(dá)必然值時(shí)，將保持不變〔恒壓區(qū)〕。在沒有副邊電壓和電流檢測(cè)的時(shí)候采用原邊控制的方法能夠抵達(dá)精準(zhǔn)的恒壓/恒流控制的目地.圖1是第3章BP9022工作原理及技術(shù)參數(shù)3.1BP9022概括及原理該BP9022控制器在開關(guān)模式電源應(yīng)用寬泛。其高度集成的功能，比方在欠壓鎖定〔UVLO〕，前沿消隱〔LEB〕和內(nèi)置電纜賠償供給用戶高效率和低本錢的解決方案AC/DC電源的應(yīng)用程序。BP9022電源能夠迅速動(dòng)向負(fù)載響應(yīng)。BP9022的待機(jī)電流略高，當(dāng)進(jìn)行LED優(yōu)化了應(yīng)用的時(shí)候。其余，BP9022擁有豐富開路保護(hù)、過壓保護(hù)、溫度保護(hù)，以除去外面保護(hù)電路，并供給靠譜的操作。BP9022供給SOP8封裝。典型應(yīng)用電路〔以以下圖所示〕......引腳功能BP9022引腳功能BP9022內(nèi)部工作框圖圖3-3BP9022內(nèi)部框圖......應(yīng)用信息BP9022A是一款專用于LED照明的恒流驅(qū)動(dòng)芯片，采用專利的恒流架構(gòu)和控制方法，芯片內(nèi)部集成650V功率開關(guān)，只需要很少的外面組件就能夠抵達(dá)優(yōu)秀的恒流特色。采用了原邊反響技術(shù)，BP9022A

無需光耦及TL431反響，也無需協(xié)助繞組供電和檢測(cè)，系統(tǒng)本錢極低。啟動(dòng)系統(tǒng)上電后，母線電壓經(jīng)過啟動(dòng)電阻對(duì)VCC電容充電，當(dāng)VCC電壓抵達(dá)芯片開啟閾值時(shí)，芯片內(nèi)部控制電路開始工作。BP9022A內(nèi)置17V穩(wěn)壓管，用于鉗位VCC電壓。芯片正常工作時(shí)，需要的VCC電流極低，所以無需協(xié)助繞組供電。恒流控制，輸出電流設(shè)置芯片逐周期檢測(cè)變壓器原邊的峰值電流，CS端連結(jié)到內(nèi)部的峰值電流比較器的輸入端，與內(nèi)部400mV閾值電壓進(jìn)行比較，當(dāng)CS電壓抵達(dá)內(nèi)部檢測(cè)閾值時(shí)，功率管關(guān)斷。變壓器原邊峰值電流的計(jì)算公式為：此中，RCS為電流采樣電阻阻值。CS比較器的輸出還包含一個(gè)500ns前沿消隱時(shí)間。......LED輸出電流計(jì)算公式為：此中，NP是變壓器主級(jí)繞組的匝數(shù)，NS是變壓器次級(jí)繞組的匝數(shù)，IP_PK是主級(jí)側(cè)的峰值電流。工作頻次系統(tǒng)工作在電感電流斷續(xù)模式，無需環(huán)路賠償，最大占空比為42%。介紹芯片最大工作頻次為120KHZ。芯片限制了系統(tǒng)的極限最小工作頻次，以保證系統(tǒng)的堅(jiān)固性。工作頻次的計(jì)算公式為：此中，Lp是變壓器主級(jí)側(cè)電感。過壓保護(hù)電阻設(shè)置......開路保護(hù)電壓能夠經(jīng)過ROVP引腳電阻來設(shè)置，ROVP引腳電壓為。當(dāng)LED開路時(shí)，輸出電壓漸漸上漲，退磁時(shí)間變短。所以能夠依據(jù)需要設(shè)定的開路保護(hù)電壓，來計(jì)算退磁時(shí)間Tovp。此中，Lm是原邊電感量Vcs是CS關(guān)斷閾值〔400mV〕Nps是變壓器的原副邊匝比Vovp是需要設(shè)定的過壓保護(hù)點(diǎn)此后依據(jù)Tovp時(shí)間來計(jì)算Rovp的電阻值，公式以下：保護(hù)功能BP9022A內(nèi)置多種保護(hù)功能，包含LED開路/短路保護(hù)，CS電阻短路保護(hù)，VCC欠壓保護(hù)，芯片溫

度過熱調(diào)理等。當(dāng)輸出LED開路時(shí)，系統(tǒng)會(huì)觸發(fā)過壓保護(hù)邏輯并停止開關(guān)工作。當(dāng)LED短路時(shí)，系統(tǒng)工作在5KHz低頻，CS關(guān)斷閾值降低到200mV，所以功耗很低。當(dāng)有些異樣的狀況發(fā)生時(shí)，比方CS采樣電阻短路或許變壓器飽和，芯片內(nèi)部的迅速探測(cè)電路會(huì)觸發(fā)保護(hù)邏輯，系統(tǒng)立刻停止開關(guān)工作。系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)后，VCC電壓開始降落；當(dāng)VCC抵達(dá)欠壓保護(hù)閾值時(shí)，系統(tǒng)將重啟。同時(shí)系統(tǒng)不停的檢測(cè)負(fù)載狀態(tài)，假如故障消除，系統(tǒng)會(huì)從頭開始正常工作。過溫調(diào)理功能BP9022A擁有過熱調(diào)理功能，在驅(qū)動(dòng)電源過熱時(shí)漸漸減小輸出電流，進(jìn)而控制輸出功率和溫升，使電

源溫度保持在設(shè)定值，以提高系統(tǒng)的靠譜性。芯片內(nèi)部設(shè)定過熱調(diào)理溫度點(diǎn)為150℃。PCB設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)BP9022APCB板時(shí)，需要依據(jù)以下指南：旁路電容VCC的旁路電容需重要靠芯片VCC和GND引腳。ROVP電阻開路保護(hù)電壓設(shè)置電阻需要盡量湊近芯片ROVP引腳。地線電流采樣電阻的功率地線盡可能短，且要和芯片的地線及其余小信號(hào)的地線分頭接到母線電容的地端。功率環(huán)路的面積減小功率環(huán)路的面積，如變壓器主級(jí)、功率管及汲取網(wǎng)絡(luò)的環(huán)路面積，以及變壓器次級(jí)、次級(jí)二極管、輸出電容的環(huán)路面積，以減小EMI輻射。NC引腳NC引腳必然懸空以保證芯片引腳間距離知足爬電距離DRAIN引腳增添DRAIN引腳的鋪銅面積以提高芯片散熱。第4章3W的LED燈驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算3WBP9022方案LED恒流驅(qū)動(dòng)電源......BP9022LED恒流驅(qū)動(dòng)電源原理圖4.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法〔公式〕設(shè)計(jì)頂用到的參數(shù)以及表達(dá)方式：Vac-min：溝通最小輸入電壓；Vac-max：溝通最小輸入電壓；Vdc-max：母線輸入電壓最大值；C1：主輸入電容的容值；T：開關(guān)管工作周期；f：開關(guān)管工作頻次；FL：溝通輸入電壓頻次；Ton：功率三極管開通時(shí)間；Tdis：輸出電感放電〔去磁〕時(shí)間；Lp：初級(jí)電感量；Ls：次級(jí)電感量；Ipk：初級(jí)電流峰值；Ipks：次級(jí)電流峰值；Np：初級(jí)線圈匝數(shù)；Ns：次級(jí)線圈匝數(shù)；Nps：首次級(jí)線圈匝數(shù)比；Vo：輸出電壓；Io：輸出電流；VD：輸出二極管的正向壓降；Vs：Vo與VD之和；：變壓器變換效率；K：芯片內(nèi)部設(shè)定的比率參數(shù)；Rcs：初級(jí)電流采樣電阻；......Vcsth：Rcs上電壓的限制值；D：占空比。條件：溝通輸入電壓：Vac-min=85V，Vac-max=264V輸入溝通電壓頻次FL=50KHz系統(tǒng)工作頻次f=60KHz輸出功率：Po=3WLED個(gè)數(shù)：3/0.5=6輸出：，取10V，〔2并3串〕工作電流：=75%D：平常取設(shè)計(jì)過程：本次設(shè)計(jì)采用面積相乘法(AP)來對(duì)變壓器進(jìn)行設(shè)計(jì)。依據(jù)設(shè)計(jì)的要求，采用EE型磁芯。AP法選擇磁芯的公式以下〔1〕PO410KDKBfAP=AwAe=(見參照文件[3])Wjms=表4-1磁芯規(guī)格在上式中：AW為磁芯窗口面積，單位為2cm，Ae為磁芯截面積，單位為2cm；......Kw為窗口有效使用系數(shù)，Kj為電流密度，一般取J=200～600A/cm2；B為磁芯工作磁感覺強(qiáng)度，單位為T，一般為。m依據(jù)求得的AP查磁芯規(guī)格表，選擇適合的磁芯。為了使磁芯的窗口有效使用系數(shù)較高，盡可能選擇窗口長寬之比較大的磁芯。并且還可以夠減小漏感。依據(jù)，從上邊的磁芯規(guī)格表中查出的磁心規(guī)格為EE10。，。1最低母線輸入電壓Vdc-min2Vac_min22VOIO〔*2Cbulk1FLT〕C〔4-2〕=最大輸入母線電壓為：Vdc2V_maxac_max〔4-3〕=2確立最大匝數(shù)比系統(tǒng)在任何條件下都工作在不連續(xù)電流模式(DCM)，那么應(yīng)當(dāng)知足：TTonTdis〔4-4〕經(jīng)過公式推導(dǎo)，能夠轉(zhuǎn)變?yōu)镹psVdc_min〔2KVO-1VOVD)〔4-5〕選擇Nps=3計(jì)算初級(jí)尖峰電流Ipk和電流采樣電阻RcsKI4oI〔4-6〕pkN6psRcsVcsthIpk〔4-7〕4確立