季作敬，王春芳

(青島大學 自動化工程學院，山東 青島 266071)

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基于ATS1605的小功率恒流LED燈驅(qū)動電源

季作敬，王春芳

(青島大學 自動化工程學院，山東 青島 266071)

摘要:在傳統(tǒng)反激變換器的基礎(chǔ)上采用ATS1605控制芯片設(shè)計了一款原邊控制的LED燈驅(qū)動電源。文中介紹了其控制芯片和電路原理。實驗驗證了該設(shè)計的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：LED燈；驅(qū)動電源；ATS1605

0　引　言

世界范圍內(nèi)約有四分之一的電能用于照明領(lǐng)域[1,2]。由于LED燈具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、尺寸小等優(yōu)點，在照明領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[3]。本文研究了一種高精度、低成本的小功率LED燈驅(qū)動電源。

1　電路控制芯片與電路結(jié)構(gòu)原理

1.1　ATS1605芯片介紹

ATS1605是一款原邊反饋的LED燈驅(qū)動芯片，適合于低成本、高恒流精度要求的隔離LED燈恒流驅(qū)動電源。該芯片無需任何次級電流采樣反饋電路和補償電路，其內(nèi)置線電壓補償無需增加電流補償電路便可滿足全電壓輸入范圍的電流精度。該芯片的封裝為SOT23-5，大大節(jié)約系統(tǒng)的體積，可適合體積要求很高的球泡燈和射燈的應(yīng)用。該芯片可以直接驅(qū)動NPN三極管，極低的啟動電流即可實現(xiàn)啟動。ATS1605還集成了多種保護功能：如欠壓鎖定、前沿消隱、LED開路保護、過流保護、環(huán)路開路保護及LED短路保護等，大大增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。ATS1605的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2　驅(qū)動電源的工作原理

本文基于ATS1605芯片設(shè)計了一款反激式LED燈恒流驅(qū)動電源，其輸入電壓為100～240 VAC，輸出恒流不恒壓，輸出電壓會根據(jù)所接的燈珠自動調(diào)整。當驅(qū)動1個功率為1 W的LED燈時，其輸出電壓為2～5 VDC，輸出電流為260 mA。其驅(qū)動電源的電路如圖2所示：

圖1 ATS1605的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖

圖2 驅(qū)動電源的電路原理

圖2所示電源的開關(guān)頻率為50 kHz,DG1為整流橋，C1為濾波電容，T為變壓器，C0為輸出濾波電容，VD1是輸出整流二極管，ATS1605、VD2、R3、R4、R5及C2組成控制電路。當輸入端接通電源時，經(jīng)過DG1整流和C1濾波以后，電能經(jīng)過變壓器原邊Np傳遞到變壓器副邊Ns，然后經(jīng)過C0濾波后給LED燈供電?？刂齐娐酚芍麟娐诽峁﹩与娏鳎擵CC引腳的電流達到5 μA時就能實現(xiàn)軟啟動，控制電路啟動后，由輔助繞組Na供電，R3和R4是分壓電阻，輸出電壓的反饋管腳FB檢測R4兩端的電壓，通過檢測的電壓大小控制OUT引腳，進而控制NPN三極管是否導通，原邊電流檢測管腳CS用于檢測電阻R5上的電流。

控制芯片通過檢測反激變壓器初級繞組的峰值電流來控制次級繞組的輸出電流。電路反饋具有兩個反饋環(huán)，一個是通過輔助繞組檢查輸出電壓信號的電壓外環(huán)，另一個是通過檢查初級繞組峰值電流的電流內(nèi)環(huán)。設(shè)計好這兩個反饋環(huán)路可以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，得到較高精度的輸出電流。原邊控制的反激變換器不僅可以提供恒定的LED燈電流，而且消除了傳統(tǒng)反激變換器的光耦和副邊采樣電路，從而降低了LED燈驅(qū)動電源的體積和成本，因此基于原邊控制的反激變換器非常適合應(yīng)用在LED燈驅(qū)動電源中。

2　實驗結(jié)果

根據(jù)上述的電路原理，搭建了實驗電路。以1 W的LED燈珠作為驅(qū)動電源的負載，輸入電壓分別為100 VAC和240 VAC時，測得負載兩端電壓Uo和電流波形io如圖3和圖4所示。

圖3 輸入100VAC的輸出波形

圖4 輸入240VAC的輸出波形

圖3為輸入100 VAC時的輸出電壓Uo和輸出電流io的波形。圖4為輸入240 VAC時的輸出電壓Uo和輸出電流io的波形。由圖3和圖4可知，當輸入100～240 VAC時，電流穩(wěn)定在260 mA左右，電壓穩(wěn)定在3.05 V左右。輸出電壓在一定范圍內(nèi)變化時，輸出電流恒流，所以基于ATS1605的小功率恒流的LED燈驅(qū)動電源可以實現(xiàn)恒流控制。

3　結(jié)　論

本文基于控制芯片ATS1605設(shè)計了一款LED驅(qū)動電源樣機。實驗結(jié)果表明，當驅(qū)動1個功率為1 W的LED燈珠時，流過LED的平均電流穩(wěn)定在248～272 mA，該電源能實現(xiàn)LED燈恒流控制，在全電壓范圍內(nèi)保證了LED燈的亮度基本不變，并且整個LED驅(qū)動電源的效率較高。

參考文獻：

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[3]韓浩,王燕云,夏東偉.用于LED照明驅(qū)動的反激式恒流驅(qū)動電源設(shè)計[Z].中國照明論壇,2013.

[4]楊旭,裴云慶,王兆安.開關(guān)電源技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004.

[5]Jitaru I D. Efficiency Flyback Converter using Sychronous Rectification[C].IEEE APEC’02,2002:867-871.

王春芳(1964-)，男，山西人，博士，教授，主要研究方向為電能變換及其先進控制技術(shù)。

研制開發(fā)

Low Power Constant Current LED Driver Based on ATS1605

JI Zuo-jing，WANG Chun-fang

(School of Automation Engineering, Qingdao University, Qingdao 266071, China)

Abstract:In this article, based on conventional flyback converter, a primary-side controlled LED driver is designed using ATS1605, and the controller and circuit theory are introduced. Experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of the design.

Key words:LED; driver power; ATS1605

中圖分類號：TG434.1

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3664(2015)02-0021-02

作者簡介：季作敬(1989-)，男，山東臨沂人，碩士研究生，主要研究方向為電力電子技術(shù);

收稿日期：2014-12-20