【正文】 電路圖 LED 的連接方式 采用全部串聯(lián)方式 LED 采用全部串聯(lián)方式如圖 310 所示，即將多只 LED 的正極對負極連接成串，其優(yōu)點是通過每只 LED 的工作電流一樣，一般應(yīng)串入限流電阻 R，串聯(lián)方式要求 LED 驅(qū)動器輸出較高的電壓。 當某一只 LED 品質(zhì)不良短路時，如果采用穩(wěn)壓方式驅(qū)動，由于驅(qū)動器輸出電壓不變，那么分配在剩余的 LED 兩端的電壓將升高，驅(qū)動器的輸出電流將增大， 22 容易損壞余下所有的 LED。 當某一只 LED 品質(zhì)不良斷開后，串聯(lián)在一起的 LED 將全部不亮。齊納二極管的導(dǎo)通電壓要比 LED 的導(dǎo)通電壓高，否則 LED 就不正常發(fā)光。如果 4 只 LED 串聯(lián)后的總正向電壓VF 為 12V,就必須采用具有升壓功能的驅(qū)動電路，以便為每只 LED 提供充足的電壓。 2. LED 采用全部并聯(lián)方式 在并聯(lián)設(shè)計中，多只 LED 由具備獨立電流的驅(qū)動電路來驅(qū)動。此外，并聯(lián)設(shè)計提供低電磁干擾、低噪聲和高效率，且容錯性較強。如圖 312 所示， LED采用全部并聯(lián)方式是指將多只 LED 的正極與正極、負極與負極并聯(lián)連接，其特點是每只 LED 的工作電壓一樣。如果采用恒流方式驅(qū)動 LED，由于驅(qū)動器的輸出電流保持不變，分配在余下 LED 中的電流將增大，容易損壞所有余下的 LED。 D1D2D3D4D5V+V 23 D1 D2 D3 D4 D5V+V 圖 312 LED采用全部并聯(lián)方式的連接圖 采用混連方式 在需要使用比較多的 LED 的應(yīng)用中，如果將所有 LED 串聯(lián)，將需要 LED 驅(qū)動器輸出較高的電壓。將所有 LED 串聯(lián)或并聯(lián)，不但限制著 LED 的使用量，而且并聯(lián) LED 負載電流較大，驅(qū)動器的成本也會增加。如圖 313 所示，串聯(lián)的 LED 數(shù)量平均分配，分配在一串 LED 上的電壓相同，同一串中每只 LED的電流也相同，各 LED 的亮度一致。 當某一串聯(lián) LED 中有一只品質(zhì)不良短路時，不管是采用穩(wěn)壓方式驅(qū)動還是采用恒流方式驅(qū)動，這串 LED 相當于少了一只 LED，通過這串 LED 的電流將增大，很容易損壞這串 LED。斷開一串 LED 后，如果采取穩(wěn)壓方式驅(qū)動，驅(qū)動器的輸出電流將減小，而不影響余下所有 LED 的正常工作。當斷開某一只 LED 時，分配在余下 LED 中的電流不大，不至于影響余下的 LED正常工作。 24 V+V 圖 313 LED采用混連方式的連接圖 LED 的三種連接方式各有其優(yōu)缺點，三種連接方式的比較如表 32 所示。 表 32 不同 LED連接方式的比較 連接形式 優(yōu)點 缺點 并聯(lián)連接 低驅(qū)動電壓； 單個 LED保護完善； 獨立的 LED亮度控制； 電路簡單，連接方便； 恒壓驅(qū)動時可靠性高。 驅(qū)動電路輸出電壓高，不利于設(shè)計制造； 無容錯設(shè)計，一個 LED失敗，所有 LED均不亮； 恒壓驅(qū)動時可靠性低。 電路較為復(fù)雜； 需要考慮各 LED之間電流的匹配。 整流濾波電路輸出直流電壓的大小靠 PWM 發(fā)生器的輸出脈沖寬度來控制。這種方法，實質(zhì)是對晶體管導(dǎo)通脈寬進行調(diào)節(jié)和控制 [8]。該轉(zhuǎn)換器易于實現(xiàn)，且在峰值電流模式控制時無需進行反饋補償沒計。 SG3525A 控制芯片的介紹 PWM 控制電路采用美國硅通用電氣公司的 SG3525A 控制芯片。其中，腳 16 為 SG3525A 的基準電壓源輸出，精度可以達到（ 177。腳 5，腳 6，腳 7 內(nèi)有一個雙門限比較器，內(nèi)置電容充放電電路，加上外接的電阻電容電路共同構(gòu)成 SG3525A 的振蕩器。腳 1 及腳 2 分別為芯片內(nèi)誤差放大器的反相輸入端、同相輸入端。根據(jù)系統(tǒng)的動態(tài)、靜態(tài)特性要 求，在誤差放大器的輸出腳 9 和腳 1 之間一般要添加適當?shù)姆答佈a償網(wǎng)絡(luò)。1%，采用溫度補償，作為芯片內(nèi)部電路的電源，也可為芯片外圍電路提供標準電源，向外輸出電流可達 400mA，沒有過流保護電路。 C 誤差放大器：由兩級差分放大器構(gòu)成，其直流開環(huán)放大倍數(shù)為 80dB 左右，電壓反饋信號 uf 從端子 1 接至放大器反相輸入端，放大器同相輸入端接基準電壓。 D PWM 信號產(chǎn)生及分相電路： 比較器的反相端接誤差放大器的輸出信號 Ue，而振蕩器的輸出信號 Uc則加到比較器的同相輸入端，比較器的輸出信號為 PWM 信號，該信號經(jīng)鎖存器鎖存，分相電路由二進制計數(shù)器和兩個或非門構(gòu)成，其輸入信號為振蕩器的時鐘信號，并用時鐘信號的前沿觸 發(fā)，輸出為頻率減半的互補方波，這些方波和 PWM 信號輸入到或非門邏輯電路。這樣 1 P 、 2 P 的輸出每半周期交替為正，其寬度和 PWM 信號的負脈沖相等。 E 脈沖輸出級電路 :輸出末級采用推挽輸出電路，驅(qū)動場效應(yīng)功率管時關(guān)斷速度更快 .11 腳和 14 腳相位相差 1800，拉電流和灌電流峰值達 200mA。在重疊處有一個電流尖脈沖，起持續(xù)時 間約為 l00ns。 28 工作過程如圖 43所示。另外，它的軟啟動電路也非常容易設(shè)計，只需在管腳 8 接一個軟啟動電容即可。分 別是與腳 腳 6 相連的振蕩器的電容和電阻； Ra 是與腳 7 相連的放電端電阻值?？刂齐娐返碾娐穲D如圖 44所示。 IR2110 的引腳排列圖如圖 45（ a)所示，內(nèi)部功能原理圖如圖 45（ b)所示。邏輯輸入端采用施密特觸發(fā)電路，提高抗干擾能力。由于邏輯信號均通過電平耦合電路連接到各自的通道上，允許邏輯電路參考地 (VSS)與功率電路參考地 (COM)之間有 － 5 V～＋ 5 V的偏移量，并且能屏蔽小于 50 ns 脈沖，這樣便具有較理想的抗噪聲效果。輸入與輸出信號之間的傳導(dǎo)延時較小，開通傳導(dǎo)延時為 120 ns，關(guān)斷傳導(dǎo)延時為 95 ns。輸出端設(shè)有對功率電源 VCC 的欠壓保護，當小于 8． 2 V時，封鎖驅(qū)動輸出。 SD 為保護信號輸入端，當該腳接高電平時， IR2110的輸出信號全被封鎖，其對應(yīng)的輸出端恒為低電平；而當該腳接低電平時， IR2110的輸出信號跟隨 HIN 和 LIN 而變化，在實際電路里，該端接用戶的保護電路的輸出。 IR2110的自舉電容選擇不好，容易造成芯片 損壞或不能正常工作。自舉電容電壓達到 ，才能夠正常工作，要么采用小容量電容，以提高充電電壓，要么直接在 VB 和 VS 之間提供 10～ 20V的隔離電源。芯片還有一個封鎖兩路輸出的保護端 SD，在 SD 輸入高電平時，兩路輸出均被封鎖 。 32 光電耦合器的介紹 光電耦合器件是發(fā)光器件與光接收器件組合的一種器件，它是以光作為媒介把輸入端的電信號耦合到輸出端，也稱為光耦合器。 光電耦合器種類 較多，按其內(nèi)部輸出電路結(jié)構(gòu)的不同，可分為光電二極管型光電耦合器、光電三極管型光電耦合器、光敏電阻型光電耦合器、光控晶閘管型光電耦合器、達林頓型光電耦合器、集成電路型光電耦合器、光電二極管和半導(dǎo)體型光電耦合器等；按其輸出形式可以分為普通型光電耦合器、線性輸出型光電耦合器、高速輸出型光電耦合器、高傳輸比輸出型光電耦合器、雙路輸出型光電耦合器和組合封裝型光電耦合器等。本電路設(shè)計用的是 PC817光電三極管型光電耦合器。 光電耦合器R1 R2+G B 1 G B 2+I1 I2R?R E S 2R?R E S 2 圖 46 光電耦合器基本工作電路圖 當輸入端加上電壓 GB1時，電流 I1流過發(fā)光二級管使其發(fā)光。由于這個傳輸過程是通過“電—— 光 —— 電”的轉(zhuǎn)換完成的， GB1與 GB2之間并沒有電的聯(lián)系，所以同時實現(xiàn)了輸入端與輸出端之間的電的隔離。 123567910111213U2I R 2 1 1 01 0 01 0 020200 . 1 u FF R 1 0 41 u F0 . 1 u FP C 8 1 7P C 8 1 7+ 1 5 V+ 1 5 V驅(qū)動 S2驅(qū)動 S1U1 的 14 腳U1 的 11 腳 圖 47 IR2110的外圍連接圖 圖 47中 10腳 HIN 和 12腳 LIN 為逆變橋中同一橋臂上下兩個功率 MOS 的驅(qū)動脈沖信號輸入端。 7腳 HO 和 1腳 LO 是兩路驅(qū)動信號輸出端，驅(qū)動同一橋臂的 MOSFET。自舉電容電壓達到 ，才能夠正常工 作，一般采用小容量電容，以提高充電電壓。 . 欠壓保護電路 欠壓保護電路如圖 48所示，它監(jiān)測電路的電壓狀況，如果電壓低于預(yù)設(shè)的電壓，保護電路開始工作，使控制器 SG3524的腳 10關(guān)斷端輸出高電平，停止驅(qū)動信號輸出。當電路電壓下降超過預(yù)定值后，運算放大器開始工作，輸出跳轉(zhuǎn)為負， LED 燈亮，同時三級管 V截止，向 SG3524的 SD 端輸出高電平，封鎖 IR2110的輸出驅(qū)動信號。方波逆變器的輸出電流經(jīng)過采樣進入運算放大器的反 向輸入端，當輸出電流大于預(yù)設(shè)電流，運算放大器的輸出端跳轉(zhuǎn)為負，經(jīng)過 CD4011組成的 觸發(fā)器后，使三級管 V基級的信號為低電平，三級管截止，向 SG3524的 SD 端輸出高電平，封鎖 IR2110的輸出驅(qū)動信號，達到保護的目的。電源的輸入短路保護直接在 EMI 濾波電路前端串接一個熔斷器即可。 只能在理論上給以論證和說明。 本設(shè)計的主要特點如下： （ 1）根據(jù) LED 本身的電壓電流特性，采用恒流源驅(qū)動方式，可靠性高。 （ 3）采用 SG3525A 控制芯片對電路進行 PWM 控制，控制效果好 。 （ 5） 電路參數(shù)的計算和整定都是以較有影響力的文獻為依據(jù)和參考， 可靠性和可行性都很高。 37 致 謝 經(jīng)過半年的努力，本次 畢業(yè)設(shè)計 已經(jīng)接近尾聲，作為一個本科畢業(yè)生，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計還是有一定困難的。在近半年的時間里，導(dǎo)師從課題的學(xué)習(xí)、研究、電路圖的設(shè)計和繪制等方面都給予了幫助和指導(dǎo)。 在做畢業(yè)設(shè)計期間，我也得到了父母和室友們的鼓勵和支持，他們在學(xué)習(xí)、生活和精神上都給予了我無微不至的關(guān)懷，在這里我要對他們真誠地說一聲“謝謝！”。最后，我要感謝擔任我論文評審和評閱的各位老師，謝謝他們提出的寶貴意見和建議。如何將所學(xué)知識靈活運用到實際問題中，是我們在畢業(yè)設(shè)計中必須要掌握的技能，以使我們能夠適應(yīng)畢業(yè)后工作的需要，它是我們今后走向工作的一個過渡。我的畢業(yè)設(shè)計課題是《 LED 節(jié)能燈驅(qū)動電路的設(shè)計》，綜合應(yīng)用了所學(xué)的《模擬電子技術(shù)》、《高頻電子線路》等專業(yè)課程，也參考了一些很好的電路設(shè)計方面的書籍，例如《 LED 驅(qū)動電源設(shè)計 100 例》、《白光 LED 驅(qū)動電路設(shè)計與應(yīng)用實例》、《 新型開關(guān)電源設(shè)計與應(yīng)用》等。 1 附錄一 C56 8 0 u FC30 . 4 7 u FC40 . 4 7 u FS1S2R31 0 KR11 0 0 kR21 0 0 KV D 11 N 4 1 4 8V D 21 N 4 1 4 812341 N 4 0 0 7C10 . 1 u F / 6 3 0 VF U 12A8 m HL1C22 . 2 u F / 4 0 0 VC66 8 0 0 u FL2 LV D 3B Y V 3 2 2 0 0V D 4B Y V 3 2 2 0 0L30 . 2 3 u HACACR 1 44 . 7 KR 1 720R 1 31 0 0R 1 51 0 0R 1 64 . 7 KR 1 820F R 1 0 4C 1 30 . 1 u FR40 . 2 8LO1C O M2V C C3NC4Vs5Vb6HO7NC8V D D9H IN10SD11L I N12V s s13NC14U2IR2110C 1 41 u FC 1 50 . 1 u F+ 1 5 VP C 8 1 7 ( 1 )P C 8 1 7 ( 2 )D1L E DD2L E DD3L E D12345678910111213141516U1SG3525AR51 0 KR61 0 KR73 0 KR 1 02 7 KR 1 12 0 0C72 2 0 p FC 1 0 3 0 0 p FC80 . 0 1 u FR82 . 8 KR910C9 1 u FR 1 24 . 7C 1 15 0 p FC 1 20 . 1 u F+ 1