【正文】 進(jìn)一步發(fā)展，出現(xiàn)了推挽式開關(guān)型功率變換器，全橋式功率變換器，半橋式功率變換器，單端正激式功率變換器，單端反激式功率變換器，快速磁放大器式開關(guān)型功率變換器等。 圖 42 反激式變換器原理圖 反激電路原理如圖 42 所示，圖中為電網(wǎng)交流電壓，經(jīng)“交流一直流轉(zhuǎn)換電路”中整流濾波而得到的直流電壓。當(dāng)開關(guān)晶體管 BG 被驅(qū)動(dòng)脈沖激勵(lì)而導(dǎo)通時(shí)，Ui 加在開關(guān)變壓器 T 的初級(jí)繞組 N，上，此時(shí)次級(jí)繞組 N1 的極性使 D 處于反 XV 偏而截止，因此 N1 上沒有電流流過，此時(shí)電感能量儲(chǔ)存在 N1 中，當(dāng) BG 截止時(shí)， N2 上電壓極性顛倒使 D 處于正偏， N1 上有電流流過，在 BG 導(dǎo)通期間儲(chǔ)存在 N2 中的能量此時(shí)通過 D 向負(fù)載釋放。 圖 43 反擊式變換器工作波形 反激式變換器電源的穩(wěn)壓原理是：當(dāng)輸出電壓 U。反之，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)制器輸出脈沖的寬度變窄，因而導(dǎo)通時(shí)間縮短， N1 中儲(chǔ)能減小，于是輸出電壓降低，以補(bǔ)償其上升部分 [12]。在 BG 截止時(shí) q 截止， N2 相當(dāng)于開路，此時(shí) L 中儲(chǔ)能通過續(xù)流二極管 D：向負(fù)載釋放。降低時(shí)，控制電路的輸出脈沖變寬，BG 導(dǎo)通時(shí)間加長，輸出電壓升高，以補(bǔ)償其下降部分，當(dāng)輸出電壓 U。 典型的半橋式變換電路如圖 46 所示。隨著 BGl和 BG2 的導(dǎo)通和截止，在電容 C1和 C 上極性相反的電壓分別施加于開關(guān)變壓器初級(jí)繞組上。主要缺點(diǎn)是晶體管流過的電流較大，與推 XVII 挽式電路相比，要輸出相同功率，晶體管必須流過兩倍的電流。但是耦合電容 C3 要選的合適，不然效果不佳。這種電路每半周期兩個(gè)晶體管同時(shí)導(dǎo)通，如 BGl、 BG4 或 BG BG3。開關(guān)變壓器的次級(jí)繞組經(jīng)過整流和濾波，輸出所需要的直流電壓。但它主要缺點(diǎn)是需要四只晶體管，及四組相互隔離的晶體管驅(qū)動(dòng)電路，使控制驅(qū)動(dòng)電路成本增大，而且不象半橋電路那樣具有抗不平衡的能力?；镜耐仆焓诫娐方Y(jié)構(gòu)如圖 410 所示。 這種電路每個(gè)晶體管流過的平均電流比同等的單端正激式電路減少 50%。由于推挽式電路的特殊結(jié)構(gòu)，極易發(fā)生磁飽和，為了避免飽和現(xiàn)象，要增加相應(yīng)的輔助電路，并要求兩只晶體管的特性參數(shù)高度一致，這很難辦到。 這類開關(guān)電源是通過改變脈沖寬度或占空比來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的。不同的電路形式，開關(guān)電源變壓器工作狀態(tài)也不同，對(duì)開關(guān)電源變壓器提出了不同的設(shè)計(jì)要求。就開關(guān)晶體管個(gè)數(shù) 而言，推挽式和半橋式有兩個(gè)晶體管，全橋式四個(gè)，單端正激 XX 式和反激式各一個(gè)。 各種電路的比較 電路 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 功率 適用場(chǎng)合 反激 電路簡(jiǎn)單，成本很低，可靠性高，驅(qū)動(dòng)電路簡(jiǎn)單 適合小功率，變壓器單向激磁，利用率低 幾瓦～幾十瓦 小功率電子設(shè) 備、計(jì)算機(jī)設(shè) 備、消費(fèi)電子 設(shè)備電源。半橋式變換器是目前應(yīng)用較多的變換器形式，它所適用的功率范圍滿足設(shè)計(jì)要求，電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，功率開關(guān)組件較少。在功率器件的隔離驅(qū)動(dòng)問題上，由于電力電子技術(shù)的完善和成熟，隔離驅(qū)動(dòng)已經(jīng)成為大功率器件必不可少的控制方式，因此不構(gòu)成不利因素。使用高頻變壓器，初次級(jí)能量傳輸通道為磁通道，實(shí)現(xiàn)隔離。使用光耦合器，次級(jí)反饋信號(hào)傳輸通道為光通道，實(shí)現(xiàn)隔離。同時(shí)該電容值較小，次級(jí)不會(huì)造成觸摸電擊。 LED 升高伏安特性隨溫度左移（如圖 51）。解決辦法有兩個(gè)，一是恒壓驅(qū)動(dòng)的同時(shí)串接一個(gè)電阻在輸出回路（如圖 53），當(dāng) LED 燈珠由于溫度升高而導(dǎo)致電流增大時(shí)，串接的電阻壓降增大， LED 端電壓得以降低，起到對(duì) LED 的保護(hù)作用。因此，不采用這種 XXII 方式。本設(shè)計(jì)正是采用此方案。輸入采用了四個(gè) 1N4007 作為全波整流，而后經(jīng)過π型濾波器整流，采用了PI 公司的 TinySwichⅢ系列中功率容量最大的 TNY280 作為開關(guān)控制 IC，采用EE19 磁芯實(shí)現(xiàn)初次級(jí)隔離，采用雙路輸出實(shí)現(xiàn)運(yùn)放的獨(dú)立供 電，采用運(yùn)放和電壓比較器作為反饋控制以實(shí)現(xiàn)高精度恒流控制。 電路原理圖如圖 61所示。該軟件設(shè)計(jì)出的原理圖基本都采用比較極限的參數(shù)。開關(guān) IC 也從 TNY275 改為 TNY280。 圖 62 電路框圖 改為僅采用一個(gè) X電容作為差模抑制，把單電容濾波改為π型濾波。因此本設(shè)計(jì)采用SOP 封裝的雙運(yùn)放 LM358，可實(shí)現(xiàn)高精度（變化小于 2%）的恒流控制，穩(wěn)妥的過壓保護(hù)。 先看運(yùn)放 LM358 的 B部分組成的電壓比較器，連接比較器 B反相端的外圍電路，是可控穩(wěn)壓管 TL431 組成的恒壓源。因此電壓比較器 B反相端的電壓接近于 。應(yīng)該令運(yùn)放 A 的輸出電壓（也就是電壓比較器 B 同相端輸入電壓）在額定輸出恒流（ 1W LED 燈珠的工作點(diǎn)， 350mA）時(shí)剛好等于電壓比較器 B 的反相端電壓，也就是 。正常工作時(shí)，電壓比較器同相端的電壓圍繞 波動(dòng)。 同樣的，當(dāng)某種原因?qū)е螺敵鲭娏鹘档?，比較器反相端電平高于同相端電平，光耦 C腳引出較小電流，導(dǎo)致 TNY280 內(nèi)部 MOS 管的 PWM 方波占空比升高 ， 使得輸出電壓回升，輸出電流也就增大了，達(dá)到恒流的目的。 （ 2）過壓保護(hù)主要由電壓比較器 B 實(shí)現(xiàn)： 空載時(shí)，輸出端電壓 VCC1 不斷上沖，達(dá)到兩個(gè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值之和以后。該電流在同相端產(chǎn)生約 5V 的高 電平，電壓比較器 B 同相端比反相端電壓要高，電壓比較器輸出高電平。不會(huì)一直上沖而導(dǎo)致炸機(jī)。 PI 公司提供的建議是采用 EE19 磁芯，磁芯面積 Ae為 178。 由于 PI 公司提供的庫文件當(dāng)中沒有 EE20/20/5 磁芯，因此設(shè)計(jì)時(shí)參考 Ae 值與 EE20/20/5 相近的 EF20（ Ae 值為 32mm178。增大磁芯的面積，根據(jù) dB=（ Edt 10） /（ NAe），為保持dB 不變，則 N 應(yīng)當(dāng)減少，這就是為什么初次級(jí)匝數(shù)有所改變。 XXVIII 圖 6 電特性原理圖 使用 PWM 自動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)恒流輸出，高頻變壓器，初次級(jí)能量傳輸通道為磁通道，實(shí)現(xiàn)隔離，控制開關(guān) IC 的占空比調(diào)節(jié)輸出電壓，控制次級(jí)始終輸出恒定電流， IC也從 TNY275 改為 TNY280，使得整個(gè)電路發(fā)熱量減少，元件采用國產(chǎn)的元器件更加節(jié)省成本，趨于大眾化。本文概述了 LED 的工作原理、 LED 的國內(nèi)外現(xiàn)狀，以及對(duì) LED 的驅(qū)動(dòng)方式：阻容降壓式驅(qū)動(dòng)、開關(guān)電源式、恒流、恒壓式開關(guān)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行了比較討論，本產(chǎn)品基于 MT7920 芯片的驅(qū)動(dòng)電路， MT7920 低能耗，高功率因子（ PFC），高精度離線式 LED 驅(qū)動(dòng)芯片。 LED 驅(qū)動(dòng)電路， 它具有高集成度、高性價(jià)比、最簡(jiǎn)外圍電路、最佳性能指標(biāo)、能構(gòu)成高效率電源等特點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用。 This article provides an overview of the status of the working principle of the LED, the LED at home and abroad, As well as LED driver: RC buck driver, switching power supply type, constant current, constant pressure switch driver parative discussion of， This product is based on the MT7920 chip driver circuit， MT7920 low power，high power factor (PFC)， highprecision offline LED driver chip。 LED driver circuit, it has a highly integrated， costeffective, the most simple external circuit， the best performance， can constitute a highefficiency power supplies, etc.， Has been widely used。Lower Energy； High Efficiency。自 09 年以來，LED 市場(chǎng)的需求以迅猛的 上升勢(shì)頭進(jìn)入 了很多 LED 領(lǐng)域的公司， 而且 成績優(yōu)異。與往年 相 比較， 很多市場(chǎng)早已 萌動(dòng)，大項(xiàng)目多，千萬元以上的項(xiàng)目就有十幾個(gè)。另一個(gè)特點(diǎn)就是 在 商業(yè)廣告方面的應(yīng)用 逐漸增多， 企業(yè)投 入也 明顯增加， 緊接著的是 ， LED 出口形勢(shì)也 非常喜人 。 LED 交通信號(hào)燈，LED 生產(chǎn)設(shè)備、測(cè)試設(shè)備 ， LED 大屏， LED 照明等琳瑯滿目， 中國內(nèi)地因其 低廉的勞動(dòng)力成本 、 廣闊的市場(chǎng)、良好的投資環(huán)境 ，國外的投資商業(yè) 越來越喜歡在中國辦廠，中國也逐漸成為世界最大的 LED制造中心，同時(shí)也 說明我國 LED產(chǎn)業(yè)正在迅速發(fā)展 。 2 概 述 LED 工作原理 LED 主要結(jié)構(gòu)是由電極、 PN 結(jié)芯片、光學(xué)系統(tǒng)、等構(gòu)成的，它能把電能轉(zhuǎn)化成光能的部件，主要的過程也是光電轉(zhuǎn)化的過程，在一個(gè) PN 結(jié)兩端施加正向偏壓的話， 2 此時(shí) PN 結(jié)勢(shì)壘降低， N 極的電子向 P 極轉(zhuǎn)移， P 極的電子也向 N 極方向轉(zhuǎn)移，在 PN結(jié)結(jié)構(gòu)中，非平衡的空穴 會(huì)與帶電的電子復(fù)合并注入，其余的能量會(huì)以光的形式向外輻射開來，光子的能量會(huì)以空穴與電子能量差異越來越高，此時(shí)的波長和光頻率也有所區(qū)別，顏色也各異，這些原因都是因?yàn)?PN 區(qū)域的非平衡電荷而產(chǎn)生的，不穩(wěn)定流子。 第一 ， 它的燈絲是燒不盡的 ， 所以 壽命 相對(duì)來說較長 ； 第二 ， 燈泡的小使得 LED 更加耐用 。 LED 的高效率是它的一大特點(diǎn) 。 但是這些多余的熱能是非常浪費(fèi)的 ， 要么把這熱能作為加熱器使用 ， 很多部分的熱能是肉眼不可見的 。 LED 照明技術(shù)的運(yùn)用 ． 1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 LED 燈作為 高效率的 典型綠 色光源， 有著豐富的 市場(chǎng)前景。 據(jù)電子 有關(guān)部門數(shù)據(jù) 統(tǒng)計(jì)，國內(nèi) LED 市場(chǎng)將保持 20%以上 的增幅 。 此前，建議那些制 造發(fā)光二極管的廠商其中在其他領(lǐng)域，比如樓房的景觀燈、夜市的景觀燈以及汽車領(lǐng)域上的照明領(lǐng)域等。 新興市場(chǎng)的不斷擴(kuò)展，使得產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷增加。 中央也批準(zhǔn)建立了 大連、南昌 、 上海、廈門四個(gè)半導(dǎo)體 LED 照明基地。 現(xiàn)全國 LED 各類企業(yè)大約 4000 多家，從而推進(jìn)了就業(yè)人數(shù)的增加，市場(chǎng)規(guī)模也大于 1000 億人民幣。我國是個(gè)農(nóng)業(yè)大國，這是不言而喻的，所以發(fā)展農(nóng)業(yè)技術(shù)的重要性也是不言而喻的。政府鼓 勵(lì)眾多企業(yè)研發(fā)自己的技術(shù)，盡快推動(dòng)照明技術(shù)的發(fā)展。 電容降壓電路的最大優(yōu)點(diǎn)是電路簡(jiǎn)單、方便，安全性和穩(wěn)定性差，效率低下是它的最大缺點(diǎn)，而且還是非隔離式的，它的工作原理就是在一定的交流頻率下電容產(chǎn)生容抗使工作電路受到限制。當(dāng)需要 負(fù)載較大的電流時(shí)，也 可采用圖 33 所示的橋式整流電路。 圖 34 調(diào)寬式開關(guān)穩(wěn)壓電源的基本原理 矩形脈沖的寬度決定單極性矩形脈沖的直流電壓 Uo，直流的平均電壓是歲脈沖的寬度越寬電壓值就越大，直流平均電壓 Uo 的計(jì)算公式為 Uo=UmT1/T ，其中 T 為矩形脈沖 的 周期； T1 為矩形 的 脈沖寬度 ， Um為矩形脈沖最大 的 電壓值 。所以我們只要使脈沖寬度變窄， 就可以達(dá)到穩(wěn)定電壓目 的 [5]。 電路中的脈沖寬度調(diào)制器主要由比較器、取樣器、 振蕩器、脈寬調(diào)制 等電路構(gòu)成。 開關(guān)電源的分類 DC/DC 變換器和 AC/DC 變換器是開關(guān)電源的兩種方式，目前在國內(nèi)的設(shè)計(jì)技術(shù)和生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，同時(shí)得到了專業(yè)人士的認(rèn)可。開關(guān)電源按激勵(lì)方式又可分為他 激式和自激式 [6]。它的實(shí)現(xiàn)方式有兩種，一是進(jìn)行調(diào)制的方式 Ts 不變，改變 TON，二是頻率的調(diào)制方式， TON不變，改變 Ts。 2 AC/DC 變換 AC/DC 變換則是將交流電壓改變成直流電壓，其功率主要流向是雙向的，流向負(fù)載的我們叫做整流，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)退到電源的情況，我們?cè)谡骱蜑V波的同時(shí)要考慮較大的電容，在濾波時(shí)我們必須要符合安全的標(biāo)準(zhǔn)，這樣就限制 AC/DC 電源體 積小型化 7 [7]。根據(jù) LED 的伏安特性，輸入電流為 20mA 時(shí)，二極管的亮度并不耀眼，所以在選擇恒流電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，不是一定要大于 20mA 的電流，選擇 18mA 的電流驅(qū)動(dòng)就差不多了，這樣就會(huì)有效的延長 LED 的使用 8 壽命。圖 38為 LED 的恒流驅(qū)動(dòng)。 圖 39 LED 的恒源驅(qū)動(dòng)（并聯(lián)） LED 的恒定電壓源驅(qū)動(dòng) LED 的恒定電壓源串聯(lián)驅(qū)動(dòng)如圖 310 所示 [8]。根據(jù)三只 LED 的伏安特性，R R R3，這三個(gè)電阻的阻值為（ ）求出： R1=（ VccVd1） /Id1 （ ） Id1 是 D1 的正向電流， Vd1 為 D1的正向電壓；電流如果為 20mA 時(shí)，它的正向電壓為 3V，那么 Id1=20mA，其他電阻也可以依照這個(gè)公式求出。