黃鋒

摘 要：本文主要就LED對(duì)驅(qū)動(dòng)電源要求及特征加以闡述，然后就LED驅(qū)動(dòng)電源整體設(shè)計(jì)詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞：LED；大功率；驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)

電力照明的發(fā)展經(jīng)過了幾個(gè)重要階段，高強(qiáng)度氣體放電對(duì)使用環(huán)境的要求比較高，成本也比較高。LED照明技術(shù)的出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)比較晚，但是優(yōu)勢(shì)比較突出，是新型環(huán)保高科技光源。而對(duì)于LED大功率驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)需求在當(dāng)前頁(yè)表現(xiàn)的比較突出，這就需要從多方面加強(qiáng)重視，保障設(shè)計(jì)的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

1 LED驅(qū)動(dòng)電源特征體現(xiàn)及對(duì)其的要求

1.1 LED驅(qū)動(dòng)電源特征體現(xiàn)

對(duì)于LED驅(qū)動(dòng)電源的方案比較多，雖然有諸多方案，但是并不能直接對(duì)其供電。驅(qū)動(dòng)電源的類型也比較多，有高壓和低壓驅(qū)動(dòng)，也有過度電壓和市電驅(qū)動(dòng)類型。例如過度電壓驅(qū)動(dòng)，即為給LED供電電壓值在LED管壓降附近，這一電源供電在LED礦燈上應(yīng)用比較多。為能有效配合鋰電池工作，體積就相對(duì)比較小，這樣也降低了成本。如低壓驅(qū)動(dòng)的類型，在使用電池供電的時(shí)候電壓值在0.8～1.65V，供電方式就用于便攜電子產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)小功率以及中功率白光LED，對(duì)于這一類型方案最好的應(yīng)用電路就是電荷泵式升壓變換器。再如高壓驅(qū)動(dòng)的類型，這是給LED供電電壓始終高于LED管壓降，主要是用于驅(qū)動(dòng)LED燈的。

1.2 LED對(duì)驅(qū)動(dòng)電源要求

LED之所以得到了廣泛應(yīng)用正是基于自身的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源也會(huì)有著比較特殊的要求，這就和普通的使用電源相比較來(lái)說，參數(shù)要求比較高。LED是含有PN結(jié)的器件，發(fā)光原理也是在PN支持下實(shí)現(xiàn)的，有著單向?qū)щ娦裕蚀艘捎弥绷麟娫匆约皢蜗蛎}沖電壓供電。LED發(fā)光的特點(diǎn)就是在向電壓超過閾值電壓后有電流通過，這樣才會(huì)發(fā)光，其光度強(qiáng)弱和流過電流大小有著緊密聯(lián)系，在電流增大的時(shí)候光通量也會(huì)增大，此時(shí)的光線就比較強(qiáng)。LED對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求有幾個(gè)重要層面要加強(qiáng)重視，驅(qū)動(dòng)電源電壓是直流電壓。驅(qū)動(dòng)電源有比較高的功率轉(zhuǎn)換效率，這就增加了LED路燈節(jié)能優(yōu)勢(shì)。為得到穩(wěn)定光輸出以及亮度，就要求驅(qū)動(dòng)電源對(duì)LED提供恒定電流。驅(qū)動(dòng)電源也有恒流電流調(diào)節(jié)功能，在相應(yīng)范圍就能對(duì)LED亮度以及色調(diào)實(shí)施有效調(diào)節(jié)。

2 LED驅(qū)動(dòng)電源整體設(shè)計(jì)

2.1 LED驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)和電路選擇

LED驅(qū)動(dòng)電源分成直流和交流供電方式，其中的直流供電則主要是運(yùn)用電池以及電瓶等，直接供電的LED驅(qū)動(dòng)電源就要結(jié)合直流電源特性來(lái)選擇控制方式以及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。而對(duì)于交流供電LED驅(qū)動(dòng)電源就能保障其達(dá)到理想發(fā)光效果，并且能保證驅(qū)動(dòng)電源體積以及效率和安全。也比較符合國(guó)家的相關(guān)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。高頻開關(guān)電源發(fā)展下，成為高效高性能LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)，并為其發(fā)展提供了良好平臺(tái)。選擇結(jié)構(gòu)的時(shí)候就會(huì)遇到專用以及通用LED驅(qū)動(dòng)芯片，這就要結(jié)合實(shí)際進(jìn)行判斷，驅(qū)動(dòng)電路分由LED專用驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成以及通用兩種，LED專用驅(qū)動(dòng)芯片就是依照著LED發(fā)光特性設(shè)計(jì)的；通用芯片則是自身不是為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)，也能運(yùn)用到其他的電路上。還有就是隔離和非隔離式驅(qū)動(dòng)，LED驅(qū)動(dòng)電源按照著輸入輸出有無(wú)公共點(diǎn)分成隔離和非隔離式驅(qū)動(dòng)，前者的電路設(shè)計(jì)就相對(duì)比較簡(jiǎn)單化，所運(yùn)用的元件也比較少，效率較高等。而非隔離式電路的電壓抑制能力相對(duì)比較差。

另外，LED驅(qū)動(dòng)電源的電路選擇也是比較重要的內(nèi)容。這就涉及到諧振變換器，傳統(tǒng)的有串聯(lián)諧振變換器，諧振網(wǎng)絡(luò)以及負(fù)載組成分壓電路，諧振回路阻抗在隨著開關(guān)頻率而發(fā)生改變，負(fù)載的直流增益是小于1的。變換器工作在諧振頻率的時(shí)候，串聯(lián)諧振回路阻抗就相對(duì)比較小，增益也是最大。主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是阻直電容能避免高頻變壓器飽和，在開關(guān)的頻率大于諧振頻率的時(shí)候，原邊功率開關(guān)就能實(shí)現(xiàn)ZVS開通。再有就是并聯(lián)諧振變換器，其主要的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)就是開關(guān)頻率大于諧振頻率的時(shí)候原邊功率開關(guān)能夠?qū)崿F(xiàn)ZVS開通等。

2.2 LED驅(qū)動(dòng)電源具體設(shè)計(jì)

LED驅(qū)動(dòng)電源有著其自身的特殊性，對(duì)其電路的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是比較關(guān)鍵的，此次對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)規(guī)格是交流輸入電壓范圍88——264V，半橋LLC電路輸出電壓48V。對(duì)于功率校正電路的部分，有源功率因數(shù)校正部分是在NCP1613功率因數(shù)校正基礎(chǔ)上的，其交錯(cuò)式有源功率因數(shù)校正控制器的應(yīng)用過程中，兩路電路開關(guān)受芯片控制，有平角相位差。電感當(dāng)中電流的相關(guān)工作中，和連續(xù)導(dǎo)電模式進(jìn)行了比較緊密的結(jié)合，主要的工作優(yōu)勢(shì)是大大降低了電磁干擾以及輸出電流文波。而對(duì)于恒流驅(qū)動(dòng)主電路而言，輸出端可是十個(gè)三瓦大功率LED組成的混聯(lián)電路供電。

LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)過程中，對(duì)于半橋LLC諧振電路的設(shè)計(jì)方面，就要充分注重其結(jié)構(gòu)，常規(guī)諧振變換器依照著負(fù)載連接方式。串聯(lián)諧振變換器就是整流負(fù)載網(wǎng)絡(luò)和一個(gè)LC諧振網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行串聯(lián)的，這就起到了分壓器作用，小負(fù)載下就很難調(diào)節(jié)輸出，頻率是無(wú)限的大。未能對(duì)LC諧振變換器問題的解決，就可通過對(duì)半橋LLC諧振變換器加以應(yīng)用，這就能有助于實(shí)現(xiàn)現(xiàn)寬電壓范圍輸入以及負(fù)載大范圍不變下進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出，對(duì)整體運(yùn)行范圍零電壓切換等目標(biāo)加以實(shí)現(xiàn)。

對(duì)控制器的設(shè)計(jì)過程中，就要充分注重電流環(huán)設(shè)計(jì)，結(jié)合CCM工作模式下小信號(hào)模型，就能得到電流環(huán)控制結(jié)構(gòu)，（如下圖）。電壓環(huán)的設(shè)計(jì)能有效保障輸出電壓時(shí)有足夠低截止頻率，這就能有效減少輸出文波造成的影響。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，應(yīng)用LED的大功率驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)就要從多方面加強(qiáng)重視，要充分了解LED驅(qū)動(dòng)電源的特征優(yōu)勢(shì)，并詳細(xì)了解其運(yùn)行的原理等，按照當(dāng)前對(duì)其使用需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而保障設(shè)計(jì)的整體質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃嬌平.基于ClassE的復(fù)合型高頻數(shù)字化LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2016.

[2]鄧玉斌.帶多種保護(hù)電路的LED驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)[D].湘潭大學(xué)，2016.

[3]張健生.雙管反激式LED驅(qū)動(dòng)電源的研究[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2016.

[4]游芳.新型LED驅(qū)動(dòng)電源與控制技術(shù)的研究[D].西華大學(xué)，2016.

[5]韓浩.大功率LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)與研究[D].青島大學(xué)，2014.