【正文】 2 SSU 接地 3 VGATE 功率開關管的柵極驅(qū)動鉗位端 4 CCU 接電源 5 SW 。引腳功能如表 42所示。 （ 6） AX2021 的靜態(tài)電流低至 5 A? ，最高結(jié)溫為 150℃。 （ 5） 若將 SW 端經(jīng)電感接地， SSU 端改接輸出端，即可構(gòu)成極性顛倒的負壓輸出式 LED 驅(qū)動電源。 （ 4） 利用 OVP 引腳還可以實現(xiàn) PWM 調(diào)光。 （ 3） 通過 OVP 引腳可檢測是否因負載開路而造成輸出過電壓。 （ 2） 它通過外部電流取樣電阻來檢測 LED 上的電流。輸入電壓范圍是 +8~40V；最高輸出電壓為 +38V，最大輸出電流 3A，可驅(qū)動 10 只白光LED 構(gòu)成的燈串。 2FUABR122 0 n / 40 0CV13RM21nC 320RK230RRK31C?5220RK647RK722R447C?810R9R24148VDIN1VD ZVD52200CF?3VD6 nCV32158M UL TCOMPINVZCDCCUGDCSG ND6561L0U 圖 44 L6561構(gòu)成的反激式電源 AX2021 AX2021 簡介 AX2021 是中國臺灣地區(qū)亞瑟萊特（ AXElite）科技公司生產(chǎn)的具有輸出電壓保護（ OVP）功能的 3A 大電流 LED 驅(qū)動器，可驅(qū)動幾十瓦甚至更大功率的 LED 燈串。由瞬態(tài)電壓抑制器 ZVD 和超快恢復二極管 1VD 組成鉗位電路，用于抑制高頻變壓器漏感所形成的尖峰電壓。輔助繞組輸出分成兩路，一路經(jīng)過 R6接零電 流檢測電路的輸入端 ZCD，一路經(jīng)過 R R4 分壓后送至誤差放大器的發(fā)相輸入端 INV， C5 為誤差放大器的補償電容。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 18 頁 L6561 反激式電源設計 由 L6561 構(gòu)成的 APFC 反激式變換器如圖 44 所示。一旦零電流檢測到 iL =0，立即使功率 MOSFET 導通，進入下一個開關周期。 +2 . 5 V乘 法 器+I N VC O M P M U L T C S G D誤 差 放大 器電 流 比較 器P W M 控 制 器u8 5 ~ 2 6 5 VB R 3R4R1C M O SF ETVD 2C 0USRZVD2 3 4 76561LrU MU0U 圖 43 L6561基本工作原理 臨界導通模式是一種固定的導通時間功率因數(shù)校正法。外環(huán)反饋用于控制 PFC 變換器的直流輸出電壓 0U 。乘法器的輸出電壓 MU 作為電流比較器的參考電壓，與 MOSFET 漏極峰值電流的取樣電壓進行比較，對 MOSFET 每個周期內(nèi)的峰值電流進行控制。 PFC 控制電路采用雙環(huán)反饋控制法，一方面控制輸入電流為正弦波，獲得高功率因數(shù)；另一方面控制輸出電壓保持穩(wěn)定。主要包括啟動電路，誤差放大器，乘法器，電壓調(diào)節(jié)器（用于產(chǎn)生內(nèi)部 7V 電源），過電壓檢測電路，整形器，電流比較器， RS 觸發(fā)器，欠壓比較器，驅(qū)動級，圖騰柱輸出級（ NPN 晶體管 VT 和 N溝道 MOSFET 組成），零電流檢測比較器，禁用電路和門電路。 L6561 引腳及內(nèi)部結(jié)構(gòu) L6561 采用 DIP8 或 SO8 封裝，引腳排列如圖 41 所示，引腳說明如表 41 所示。 （ 5） 采用高性能圖騰柱輸出， 推挽輸出級有 NPN 晶體管和 N溝道 MOSFET 組成，輸出電流可達177。 （ 4） 內(nèi)部基準電壓精度高達 1%。 （ 3） 具有過電壓、欠電壓遲滯鎖死、電流檢測、禁用等功能。 L6561 主要特點： （ 1） L6561 能在交流 85~265V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，功率因數(shù)可達到 ，電源效率可達 90%。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 15 頁 第 4 章 LED 驅(qū)動器設計 有了前面的初步介紹，下面主要以 L6561 和 AX2021 為控制器設計一款 LED 驅(qū)動器。 （ 3）輸出電壓的極性可正、可負，這取決于繞組極性和輸出整流管的具體接法。高頻變壓器就相當于一個儲能電感，不斷地儲存能量和釋放能量。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁 PI+PNSN++VDC+IU OUTV PNSN+VDC++IU OUTVORU SSI (a) （ b） 圖 31 反激式變換器的基本原理 （ a）功率開關管導通時存儲能力（ b）功率開關管關斷時傳輸能力 反激式變換器主要有以下特點： （ 1）高頻變壓器一次繞組的同名端與二次繞組的同名端極性相反，并且一次繞組的同名端接 1U 的正端，另外一端接功率開關管的驅(qū)動端。負半周時 V截止，一次側(cè)沒有電流通過，根據(jù)電磁感應的原理，此時一次繞組上 有 感應電壓 ORU 產(chǎn)生 ,使二次繞組產(chǎn)生電壓 SU ， 它的 極性是上端為正、下端為負， 此時 VD導通，經(jīng)過 VD、 C整流濾波 得到 輸出電壓，如圖 31（ b）。在脈寬調(diào)制信號的正半周時 V 導通，一次側(cè)有電流 PI 通過，將能量儲存在一次繞組中。V為 MOSFET 功率開關管，其柵極接脈寬調(diào)制信號，漏極（驅(qū)動端）接一次繞組下端。反激式變換器基本原理如圖 31（ a），（ b）所示。反激式變換器亦稱回掃式變換器（ Flyfactor Converter）。 反激式變換器 反激式變換器是開關穩(wěn)壓器及開關電源最基本的一種拓撲結(jié)構(gòu)。有變壓器隔離的 DC/DC 變換器，主要形式有正激式變換器、反激式變換器、橋式隔離變換器等。 DC/DC變換器可分為無變壓器隔離的 DC/DC變換器和有變壓器隔離的 DC/DC變換器?；舅枷胧牵涸谡髌骱蠼尤?DC/DC 快關變換器，應用電流反饋技術，使輸入電流波形接近正弦波并且與輸入電壓同相位，進而達到功率因數(shù)校正目的。 所謂 PPFC 技術，就是通過在電路中加入電感和電容等無源元件，而使電路輸入端電流波形接近正弦波的方法，它是傳統(tǒng)補償無功和抑制諧波的主要手段，得到廣泛應用。所以要想提高功率因數(shù)，我們需要從電流的相位和諧波方面著手。 西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 功率因數(shù)和 THD 的關系 工程中，電流諧波或者電壓諧波的含量經(jīng)常用諧波畸變率（ Total Harmonic Distortion， THD）來表示，即 THD 定義為諧波有效值與基波有效值之比： n 2jj= 221100%IT H D I??? （ 36） 由式（ 35）和（ 36）可得 THD 與畸變因數(shù) ? 的關系為 21= 1+THD? (37) 所以功率因數(shù)可以表示為 1121c o s = c o s1+PF TH D? ? ?? （ 38） 當 1? =0 時， THD5%即可 PF 控制在 。因此功率因數(shù)也看做是畸變因數(shù)與位移因數(shù)的乘積。為 此，在開關電源中一般用 PF 表示網(wǎng)側(cè)輸入功率因數(shù)。 在純阻性電路中功率因數(shù)（ Power Factor， PF）習慣用 cos? 表示，其中 ? 是正弦電壓和正弦電流的相位差。所以本文采用恒流驅(qū)動方式， PWM 調(diào)光方式來進行設計。因此， TRIAC調(diào)光會導致電源的效率和功率因數(shù)的降低。 ATRIACDIACRP250KRC10nLED燈具 圖 25 TRIACA典型調(diào)光電路 延時? (a)輸入波形 (b) 調(diào)光波形 圖 26 輸入波形與調(diào)光波形 TRIAC 調(diào)光的主要優(yōu)點是電壓調(diào)節(jié)速度快，調(diào)光精度高，調(diào)光比為 100:1，調(diào)光參數(shù)能夠分時段、實時調(diào)整，體積小，成本低。 當 RP 向上移動，充電時間減少，延遲控制角減小，則 TRIAC 的導通角θ 增大，燈光將會變亮。電阻 RP、 R 和 C 使 可以控制 TRIAC 的導通 時間 。輸入交流電源通過 滑動 電阻 RP 和 電阻 R為電容 C充電，當 C 上電壓達到雙向觸發(fā)二極管 DIAC 的觸發(fā)電壓（約 32V）時， DIAC 擊穿導通，從而使 TRIAC 導通。 （ 4）低頻調(diào)光時的占空比調(diào)節(jié)范圍可高達 1%~100%。 （ 3）能夠提供更大調(diào)光范圍和更好的線性度。 與模擬調(diào)光相比， PWM 調(diào)光具有以下特點： （ 1）無論調(diào)光比有多大， LED一直在恒流條件下工作。設 流過 LED 的最大電流為 maxI ， 流過最大直流電流的時間為 t，脈寬調(diào)制信號的周期為 T，則當 PWM 信號的占空比為 D時， LED 的平均電流為 maxLEDI DI? （ 25） 由式（ 25） 可 知， LED 的 輸出 平均電流與 PWM 信號的占空比 D 成正比。 PWM 調(diào)光原理是 把 脈寬調(diào)制信號 加到 LED 驅(qū)動器上使 LED 反復不停的開 /關 ，來調(diào)節(jié) LED 的平均電流 。 PWM 調(diào)節(jié)非常方便只需要控制 LED 的亮滅的時間，即可實現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié) 。 （ 3） 因為 LED驅(qū)動器的效率跟電流的大小有一定的關系，當電流減小時效率會迅速下降，所以當采用模擬調(diào)光時 LED 驅(qū)動器的功率損耗會被進一步加大。 （ 2） 模擬調(diào)光 比 較窄，例如 MT7201 型 LED 恒流驅(qū)動器的模擬調(diào)光電壓范圍是~，調(diào)光比僅為 :=： 110： 1； SN 3910 型 HBLED 恒流驅(qū)動控制器的調(diào)光比為 240mV/5mV=48:1。模擬調(diào)光比最高只能達到 50： 1，一般在 10:1.西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁 模擬調(diào)光的優(yōu)點是電路 結(jié)構(gòu) 簡單，容易實現(xiàn) ， 閃爍現(xiàn)象，成本低，可通過調(diào)節(jié)線性電位器的電阻值，來改變通過 LED 的電流，進而調(diào)節(jié) LED 的亮度。模擬調(diào)光 是利用直流電壓使 LED 驅(qū)動器的輸出電流逐漸的變化 ， 以達到線性調(diào)光的目的 。無線調(diào)光是在數(shù)控恒流驅(qū)動器的基礎上外加紅外遙控發(fā)射器、紅外遙控接收器來進行調(diào)光。漸進調(diào)光是一種連續(xù)的調(diào)光方式，使電流 LEDI 以指數(shù)曲線形式，逐漸調(diào)光，能很好地補償人眼的敏感度。輸出電流由下式子確 定 FB REFF SSUUI RR?? (24) LED 調(diào)光 LED 主要有 5種調(diào)光方式：模擬調(diào)光， PWM調(diào)光，數(shù)字調(diào)光， TRIAC 調(diào)光（雙向晶閘管），無線調(diào)光。輸出電壓由下式確定 110 22(1 ) (1 )F B R E FRRU U U? ? ? ? （ 23） 0FB 12 0UFB開 關 或 線 性穩(wěn) 壓 器 FBFBU開關或線性穩(wěn)壓器 LED燈串FI SR (a) 恒壓驅(qū)動的原理 （ b）恒流驅(qū)動的原理 圖 24 LED驅(qū)動方式 圖 24（ b）是用 LED 燈串來代替取 樣電阻 1R ,將 2R 該做電流設定電阻 SR 。令反饋電壓為西南交通大學本科畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁 F