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基于隔离反激式原理的恒流驱动开关电源设计 0 功率led灯的应用 这种介电光照是一种低能耗、高光和发光器的注入，是一种适用于21世纪最新开发的环境保护光源。它具有光强、光美观、寿命长、节能环保等优点，因此被称为“第四代光源”。随着大规模偏光灯的研究和发展，超过100ml/w的功率输出灯在照明行业得到了广泛应用。随着技术的发展，大型室内照的特点日益完善，但也存在许多缺点。其中，由于灯具的长期与灯具的长期不一致，一般两种灯具的长期使用寿命相对应。一般来说，由于结构中的短照灯，总使用寿命取决于设计中最短的部分，而绿灯的最短端是驱动程序电源。因此，驱动电源的质量影响了两种灯具的应用。 LED的驱动电源大多采用开关电源,比如正激式隔离开关电源、反激式隔离开关电源、推挽式开关电源、桥式和半桥式开关电源等。本文采用的是反激式隔离开关电源,通过合理的元件选择、电路设计、补偿电路设计,探索提高效率和合理的LED驱动电源的设计方法。 1 电源输入的实现 该驱动电源采用反激式隔离开关电源设计,实现350mA的恒流输出,可以驱动12个1 W的大功率LED。电路整体设计如图1所示,整个电路的工作原理及工作过程是当110~265V的交流电输入电路之后经过保险丝F1和EMI滤波电路之后整流,其中的EMI电路由一个共模电感T1和两个X2型电容CX1和CX2组成。在输入端还有一个负温度效应的热敏电阻RT1,这是为了防止浪涌电流对后面的器件造成损害,当电源还没有通电时,热敏电阻的阻值很大,所以可以起到限制浪涌电流的作用;当电路正常工作后,热敏电阻由于有电流通过而发热,导致电阻会变得很小,所以正常工作后,热敏电阻的功率损耗是很小的。 电流经过整流桥滤波之后再经过CBB电容C1滤波,然后经过功率因数校正电路,使功率因数提高到0.85~0.90之间。之后电流经过初级绕组、开关管Q1和采样电阻R6和R7到地,这就是电源输入端的主回路。通过控制主回路的电流实现恒流控制,具体的方法是通过采样电阻将输入端的电流信号转化为电压信号,反馈到PWM控制芯片的3号引脚调整芯片输出脉冲的占空比来实现。在主回路上,由于开关管在断开的瞬间初级绕组的能量无法瞬间释放而产生很大的尖峰电压,如果这部分电压无法释放将会造成开关管“打火”而烧毁,所以在初级绕组的两端还要设计尖峰电压吸收回路,这部分电路由肖特基二极管D4、电阻R4,R5和高压瓷片电容C3组成。当开关管断开的时候,二极管D4导通,初级绕组和这部分电路形成了回路,从而实现尖峰电压的吸收。 电源实现恒流控制的核心是PWM控制芯片OB2532。电阻R1和R2给芯片提供启动电流。为了提高效率,该电源有一个辅助绕组给芯片供电,辅助绕组的输出经过整流二极管D5和滤波电容C4之后形成大约20V的电压给芯片供电。同时,这个绕组还起到另外一个关键的作用———电压采样,输出电压经过R9和R10分压之后反馈到芯片的4号引脚。为了使芯片能够稳定的稳压,在芯片的5号引脚和地之间串联一个电容C8作为环路补偿。芯片的2号端口是脉冲的输出端,输出端与场效应管Q1的栅极连接以控制开关管的导通与截止。输入电压经过变压器变压之后,经过超快速恢复二极管D6整流之后由电解电容C5滤波再输出。在二极管D6上,并上电阻R11和电容C7,是由于二极管在电路工作时处在高频的开关状态,加上这部分电路可以避免二极管产生振荡。 该电源电路涉及的主要分电路的设计分述如下: 1.1 变压器起着能量输出 隔离反激式电源的拓扑结构典型电路如图2所示,当开关管VT1导通时,高频变压器T一次绕组的感应电压为上正下负,由于变压器的初级绕组和次级绕组的同名端相反,所以此时次级绕组的整流二极管VD1处于截止状态,初级绕组储存能量;当开关管VT1截止时,变压器初级绕组储存的能量通过次级绕组和VD1整流和电容C1滤波后向负载输出。因此,变压器在这个电路中有两个作用:当开关管导通时,变压器储存能量;开关管截止时,变压器通过磁芯将能量传递给次级绕组,供给负载。这种拓扑结构的输出功率一般在100 W以内,且有较好的电压调整率,如果需要精密控制输出电流,可以在输出回路串联采样电阻通过光耦反馈实现初级绕组和次级绕组的隔离。 1.2 绕线绕射下主绕线旋转轴数比n的计算 变压器的设计是开关电源设计的核心,反激式的开关变压器在电路中起到两个作用:储能电感,当开关管导通时,初级绕组开始储存能量;当开关管截止时,初级绕组储存的能量通过磁芯传递给次级绕组。因此,该设计对于电感主要考虑两个方面:一是初级绕组的电感量,这决定了电源的输出功率,可通过改变绕组的线圈匝数改变电感量;二是各绕组之间的匝数比。在计算这两个参数的同时,也涉及到电源的输入功率、输出功率、效率和开关频率等问题。该设计的最大占空比为45%。效率预计为85%,输出功率为4