唐林

四川職業(yè)技術(shù)學院 四川 遂寧 629000

一、大功率LED驅(qū)動電源研究意義

LED是綠色照明系統(tǒng)的第四代光源，具有較大的市場開發(fā)前景。LED屬于固態(tài)冷光源，自身照明效率較高，使用壽命較長。隨著LED半導體技術(shù)的快速發(fā)展，大功率LED照明受到研究人員的高度關(guān)注。在照明系統(tǒng)中，驅(qū)動電源性能對系統(tǒng)輸出性影響較大，是LED照明電路發(fā)展的核心。驅(qū)動電源自身具有的高效性意味著能量損耗較低，對電源使用壽命有著重要的調(diào)節(jié)作用。此外，調(diào)光功能對LED光源具有較大影響，它不僅讓各類LED燈具達到優(yōu)質(zhì)照明效果，還能對能量損耗問題進行調(diào)控，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保效果。TRIAC調(diào)光器是目前應用最為廣泛的調(diào)光器，但由于其具有一定工作特點，驅(qū)動電源功率不能全面適應大功率電源應用指標，不能在大功率LED電路中進行應用。所以研究穩(wěn)定高效以及寬負載范圍調(diào)光的大功率LED驅(qū)動光源具有重要意義。

二、基于LLC諧振變換器的大功率LED驅(qū)動電源原理

圖1 基于LLC諧振變換器的大功率LED驅(qū)動電源原理

如圖1所示。該電源輸入為220V交流電，經(jīng)整流電路后，經(jīng)過有源功率因數(shù)對電路進行校正，而后能產(chǎn)生較為穩(wěn)定的直流電壓，這樣能為LLC諧振變換器提供直流電。LLC變換器輸出信號在輸出變壓器作用下，經(jīng)過濾波電路處理能為LED提供充電源。方波振蕩器電路主要是為產(chǎn)生兩路相位相反的信號，從而更好地推動半橋變換器工作，整流濾波電路輸出電流能為方波發(fā)生器供電。

三、關(guān)鍵電路部分設計分析

1.有源功率因數(shù)校正電路

為了使得LED驅(qū)動電源輸入交流電路基本功率能夠保持在均衡值，功率因數(shù)要大于0.95，電流諧波失真低于10%，相關(guān)技術(shù)人員可以通過有源功率因數(shù)對電路進行校正。比如當前器件FAN6961是PFC（功率因數(shù)校正）的主要控制芯片，能通過穩(wěn)定的導通時間對DC基本輸出電壓值進行校正，能對外部開關(guān)管實際導通時間進行控制，能確保AC在掉電階段也能維持自身穩(wěn)定運行。目前采用的多向量誤差放大器主要是在電壓鉗位以及快速響應基礎(chǔ)上進行應用的。如果輸出反饋環(huán)路出現(xiàn)斷路情況，內(nèi)設電路將會致使控制器各項工作停止。當實際工作電壓值達到25V，在實際使用過程中適應性更強。FAN6961主要應用特點是電流低輸入、固定的PWM導通時間、零電流檢測、環(huán)路開路保護，能對最大導通時間進行編程。

2.方波振蕩器電路

方波振蕩器核心器件以SG3525芯片作為重要器件，產(chǎn)生的兩路相位相反的正交信號，其中反饋電壓與脈寬調(diào)整比較器對兩路信號脈寬進行調(diào)整，確保輸出電壓恒定能有效保持。

圖2 方波振蕩器電路

從圖2可以看出，在SG3525中設置振蕩電路，開關(guān)產(chǎn)生的頻率能達到200kHz。SG3525具有良好的限流作用，從恒流恒壓對反饋信號進行控制，經(jīng)過變換之后能進行反饋，這樣能起到恒流以及恒壓的控制作用。通過兩路正交信號，使得加速之后的電路提供驅(qū)動電壓給場效應管柵極。其中放大的電路通過橋式平衡電路形式獲取相應的峰值信號。加速電路構(gòu)成節(jié)點較多，主要功能是在關(guān)斷瞬間使功率管能有效減少過渡時間，使得開關(guān)損耗問題有效降低。SG3525及相關(guān)電路輸出至效應管的柵極驅(qū)動波形圖如圖3所示。

圖/東方IC

圖3 場效應管功率開關(guān)柵極驅(qū)動波形圖

3.諧振部分及次級整流電路

在方波信號下，功率開關(guān)之間會產(chǎn)生方波功率信號，諧振電感、電容以及勵磁電感之間能有效構(gòu)成諧振電路部分。次級整流電路是由變壓器、二極管以及輸出電容構(gòu)成。從計算參數(shù)值能獲取LED燈驅(qū)動電源的LLC變換器實驗波值，通過有源功率因數(shù)校正技術(shù)以及LLC諧振變換技術(shù)能控制LED燈驅(qū)動電源，主要技術(shù)指標功率因數(shù)較大，諧波失真情況較小，能滿足初步預算設計?！?/p>