【導(dǎo)讀】LED具有高效、長壽命、低功耗、安全等優(yōu)點(diǎn),已被廣泛應(yīng)用于。度漂移特性差,輸入電壓范圍窄等缺點(diǎn),將引起LED的提前老化,不能。1．1本課題研究的目的。的飛躍，因此，在中國LED產(chǎn)業(yè)鏈的逐步成熟的今日，掌握了先進(jìn)可靠的LED. 驅(qū)動(dòng)，將快速的搶占市場，從而迅速的實(shí)現(xiàn)LED的產(chǎn)業(yè)化。LED燈珠芯片沒有問題，但是電源提前損壞了，雖然LED燈本身還是好的，研發(fā)的具有靜電保護(hù)功能的器件，使得LED能夠防止靜電，同時(shí)避免因其中。為LED提供最佳的恒流源驅(qū)動(dòng)，保持其處于最佳的工作狀態(tài)；為實(shí)現(xiàn)LED. LED開關(guān)穩(wěn)壓電源問世后,在很多領(lǐng)域逐步取代了。寬度調(diào)制,LED開關(guān)電源的效率可達(dá)65%~70%,而線性電源的效率只有?？纱蠓裙?jié)約能源,從而引起了人們的廣泛關(guān)注,在LED開關(guān)電源技術(shù)發(fā)展史。LED開關(guān)電源系統(tǒng)中應(yīng)用大量磁元件,高頻磁元件的材料、結(jié)構(gòu)和性能都不同。PWM-LED開關(guān)電源按硬開關(guān)模式工作(開/關(guān)過程中電壓下降/上升和電流上

　　

【正文】 110 120 130 135 140 145 155 165 178 196 228 255 輸出（ V）： 65 71 76 81 85 88 91 94 101 108 113 103 97 92 88 86 84 83 82 82 串接 6個(gè)電阻調(diào)節(jié)輸入電壓后測量輸出電壓，結(jié)果如下： 輸入（ V）： 59 86 98 113 125 147 180 205 255 輸出（ V）： 63 90 100 111 120 108 95 93 93 由以上數(shù)據(jù)可以看出，該方案恒流效果不是很好，尤其是在低壓情況下，容易造成 LED 擊穿。況且在負(fù)載 LED 數(shù)量變化時(shí)，輸出電 流變化較大。 該電路只是簡單的靠限制峰值電流來達(dá)到恒流效果的。 當(dāng) LED 燈珠壞掉一個(gè)的話，此電路的恒定電流值會(huì)增加，這樣會(huì)讓剩下的 LED 燈珠加速老化。輸入電壓在 140290變化時(shí)不能滿足恒流要求，故不考慮該方案。 不隔離型晶體管反饋電路 該電路原理圖如下 該方案是利用晶體管的反向擊穿特性， 三極管在 PN 結(jié) 溫度變化時(shí)，電壓基準(zhǔn)的話會(huì)有 較大 的變化 ， Vbe=,當(dāng)溫度在 40 度和 80 度變化時(shí)， Vbe 變化是 ℃。這樣電壓基準(zhǔn)就變化了，而且范圍較大 。電流變化精度受到外部溫度的影響較大，會(huì)超出要求 范圍，而且其成本也會(huì)相對提高。故該方案不予考慮。 不隔離型遠(yuǎn)放反饋電路 運(yùn)放加光耦方式的原理是通過運(yùn)放來比較與負(fù)載串聯(lián)的電阻上的壓降，把這個(gè)信號通過光耦的隔離，反饋到芯片的 FB 腳，來控制 MOS 管的導(dǎo)通關(guān)斷時(shí)間。當(dāng)負(fù)載電流上升時(shí)，采用電阻上的壓降會(huì)升高，這將使得運(yùn)放的正向輸入端電壓高于反向輸入端，運(yùn)放輸出為高電平，這樣流過光耦的電流會(huì)增大，光耦輸出端的阻值會(huì)降低，這樣就拉低了 FB 端的電壓，芯片會(huì)縮短 MOS 管的導(dǎo)通時(shí)間，使負(fù)載電流降低，從而實(shí)現(xiàn)恒流。 運(yùn)放的電源要求是 177。 15V，而我們的負(fù)載壓降是 90V上下 ，這就需要我們?yōu)檫\(yùn)放設(shè)計(jì)一個(gè)電壓穩(wěn)定的電源。第一是用穩(wěn)壓二極管串聯(lián)電阻的方法，第二是用TL431 串聯(lián)電阻的方法。前者的優(yōu)點(diǎn)是成本低，穩(wěn)定性有待實(shí)驗(yàn)測試；后者的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，成本高一些。實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)穩(wěn)壓管的電壓會(huì)有大的波動(dòng)，這是因?yàn)樨?fù)載變化時(shí)，穩(wěn)壓管的漏電流會(huì)發(fā)生些許的變化，從而引起了穩(wěn)壓值的漂移；而使用后一種方案的穩(wěn)壓效果相當(dāng)理想，所以最終確定使用 TL431 串聯(lián)電阻為運(yùn)放提供電源此方案可以保證電流變化精度在要求范圍內(nèi)，可以驅(qū)動(dòng) 2028 顆LED，而且經(jīng)理論分析其可靠性不錯(cuò)，但是達(dá)到這種性能需要增加 2 元錢的材 料成本，而且電路相對復(fù)雜了一些，不過這個(gè)方案適合量產(chǎn)。 運(yùn)放方案加上了開路保護(hù)功能，當(dāng)電路不接負(fù)載時(shí)是很危險(xiǎn)的，并聯(lián)在負(fù)載兩端用于濾波的電解電容會(huì)因?qū)嶋H電壓超過其標(biāo)稱值而爆炸。開路保護(hù)的原理是通過比較負(fù)載端的電壓與設(shè)定值的大小，來驅(qū)動(dòng)光耦，進(jìn)而反饋到芯片 FB 端來控制 MOS 管的導(dǎo)通關(guān)斷時(shí)間。當(dāng)空載時(shí)， MOS 管導(dǎo)通后，輸出電壓會(huì)因?yàn)殡姼袠O性原因高于輸入電壓，這時(shí)運(yùn)放會(huì)比較輸入后輸出高電平，驅(qū)動(dòng)光耦，拉低FB 端，使 MOS 管關(guān)斷，讓大電壓降在 MOS 管上，因?yàn)?MOS 管的耐壓可達(dá) 600V。 電路原理圖如下 此方案可 以保證電流變化精度在要求范圍內(nèi)，可以驅(qū)動(dòng) 2028 顆 LED，而且經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析其可靠性不錯(cuò)，但是達(dá)到這種性能需要增加 2 元錢的材料成本，而且電路相對復(fù)雜了一些，不過這個(gè)方案適合量產(chǎn)。 不隔離型光耦直接反饋電路 利用光耦的擊穿特性， PC817 在電壓 —— 變化時(shí)，電流在 —— 10mA 變化，線性好，而且損耗主要在采樣電阻上，大概為 。而且是負(fù)溫度系數(shù)（晶體管方案也有），即夏天溫度高時(shí)，恒流電流低，燈珠發(fā)熱少，冬天溫度低時(shí)，恒流電流高，燈珠發(fā)熱多。但是由于單個(gè)的光耦具有一致性差異，這 樣就會(huì)導(dǎo)致每個(gè)電路恒流的基準(zhǔn)不一樣。所以如果實(shí)用此方案時(shí)，要先對光耦進(jìn)行人工分檔，通過測量其正向壓降進(jìn)行分檔。要想調(diào)節(jié)恒流值，通過光耦輸入的正向壓降除以采樣電阻獲得。 電路圖如下 用直接驅(qū)動(dòng)光耦電路測量串接 6個(gè)電阻的負(fù)載數(shù)據(jù)如下： 輸入 電壓 （ V）： 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 230 240 250 260 270 280 290 輸出 電流 （ mA）： 329 338 341 341 340 340 340 340 340 340 339 338 337 337 336 336 335 用直接驅(qū)動(dòng)光耦電路測量串接 4個(gè)電阻的負(fù)載數(shù)據(jù)如下： 輸入 電壓 （ V）： 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 290 輸出 電流 （ mA）： 340 339 338 336 327 320 318 318 318 318 319 321 320 321 325 325 325 325 換了光耦后，用直接驅(qū)動(dòng) 光耦電路測量串接 4個(gè)電阻的負(fù)載數(shù)據(jù)如下： 輸入（ V）： 140 200 250 290 140 200 290 140 200 250 290 輸出（ mA）： 356 356 355 354 335 334 331 333 332 329 327 經(jīng)過在常溫里試驗(yàn)了一下，發(fā)現(xiàn)其有一定的恒流精度，其優(yōu)點(diǎn)是電路比運(yùn)放方案簡單，損耗低；但是缺點(diǎn)是 ① 精度差，依賴光耦，可能會(huì)有一致性差別 ② 溫漂大，在負(fù) 40 度到正 70 度時(shí)精度變化 20%③ 可靠性不能 保證，量產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)大。在經(jīng)過大量試驗(yàn)之前，不推薦使用這個(gè)方案。 第四章 實(shí)驗(yàn)中問題及處理方法 用 的電感試驗(yàn)，在 220V 時(shí)，負(fù)載為 6個(gè)電阻時(shí)不叫，負(fù)載為 3 個(gè)電阻時(shí)不叫，負(fù)載為 2 個(gè)電阻時(shí)輕叫，負(fù)載為 1 個(gè)電阻時(shí)叫。在 110V時(shí)，負(fù)載為 4 個(gè)電阻時(shí)不叫，負(fù)載為 5到 6個(gè)時(shí)有叫聲。 經(jīng)過測量后發(fā)現(xiàn)是占空比過高，示波器顯示圖像比較混亂。改變相應(yīng)的電感即可改善。 ， 用示波器測量光耦兩端的電壓波形，發(fā)現(xiàn)尖峰很多，也很大。發(fā)現(xiàn)地線影響大，換了粗地線后還是一樣；并聯(lián) 10uF 電解電 容到光耦兩端，并無明顯改善；換 470uF 電解電容也不行。 最后發(fā)現(xiàn)是示波器表筆相當(dāng)于天線，影響較大。 端懸空時(shí)， LED 燈會(huì)閃爍。 當(dāng) FB 懸空時(shí)，相當(dāng)于光耦輸出大電阻，輸入端基本沒有電流流過，芯片認(rèn)為可能是輸出短路，所以啟動(dòng)短路保護(hù)，這樣會(huì)發(fā)生閃爍。 4. 濾波器件選擇： RC大于 10 倍尖峰脈沖寬度。 5. 在 FB 端接一個(gè)可調(diào)電位器，代替光耦反饋，在燈珠個(gè)數(shù)確定后，可以固定這個(gè)電阻，可以很大節(jié)省材料成本，增加的是人工成本，但是經(jīng)過試驗(yàn)，其穩(wěn)壓效果不理想，也是在 220V 以上才穩(wěn)定， 220V 以下 變 化很大。 6. 用 TL431，通過用 10K電阻與一個(gè) 16V的穩(wěn)壓二極管串聯(lián)提供個(gè)低壓電源，此時(shí)在電阻上的功耗為接近 1W，在輸出接近 30W 時(shí)，損耗占到了 3%。而且 TL431的采樣電壓是 ，采樣電阻上的功耗也有 左右。 效率會(huì)大大降低。運(yùn)放相對而言功耗會(huì)小些 第五章 實(shí)驗(yàn)總結(jié) 在這次設(shè)計(jì)過程中，不光對開關(guān)電源原理更加清楚，實(shí)踐能力也得到了很大的提高。對電路中的各種反饋形式有了更多的了解。 通過這次設(shè)計(jì)，對開關(guān)電源中經(jīng)常用到的芯片， MOS 管，電容，電感等元器件有了更全面的認(rèn)識。掌握了不同的元器件的功 能和用法。掌握了 NCP1200 芯片的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能。對電路中要求的各種元器件的參數(shù)有了明確的認(rèn)識。 在設(shè)計(jì)過程中，掌握了設(shè)計(jì)電路和調(diào)試電路的思路。在設(shè)計(jì)電路時(shí)，要考慮最簡單化，最可靠，和成本的兼容性，而不僅僅是把電路設(shè)計(jì)出來就 OK，那是不現(xiàn)實(shí)的。設(shè)計(jì)電路時(shí)要從大往小考慮，先設(shè)計(jì)好大的框架，再注意各個(gè)部分元器件的選擇。在調(diào)試電路時(shí)，要確定好幾個(gè)調(diào)試點(diǎn)對應(yīng)的參數(shù)，做到對癥下藥，而不盲目調(diào)試。 在做電路的時(shí)候，通過自己動(dòng)手對參數(shù)的測量，通過對電路故障的排除，對以后電路的研究有了很大幫助。 致 謝 至此論文 完稿之際，向所有關(guān)心和支持我的老師，同學(xué)和朋友們表示衷心的感謝！ 首先感謝我的指導(dǎo)教員李正生教員，在做畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，李教員對相關(guān)問題的解答及指導(dǎo)，對我?guī)椭艽?。同時(shí)感謝實(shí)習(xí)過程中的同事，在這次論文中和同事一起討論，因?yàn)樗麄兊囊庖?，我的許多困難得以很快解決！再次感謝他們！??！