驱动 LED 恒流开关电源的设计

驱动LED恒流开关电源的设计

恒压电路的设计

        整流滤波后由电感和输入滤波电容组成滤波器，可以减小EMI，提高功率因数。输出整流管因为输出电压为23V，所以不宜使用肖特基管，选用快速恢复管。箝位电路使用RCD稳压管结构电路。增加LC滤波器，可以减小输出电压纹波。反馈控制电路使用TL431加PC817，采样电阻使用可变电阻，可以精确的恒压到23V。因为LED专用驱动芯片的输入电压调整率很差，所以恒压必须精确。并且给TL431增加的相位补偿网络。在变压器初级高压端和次级输出端串联2.2nF的高压瓷片电容，可以使初级或次级的噪声有回路，减少噪声在电路中的反射。变压器磁芯使用EE25，初级绕组88T，0.31mm线径，次级绕组16T，0.47mm线径。初级电感658uH。

恒压电路的仿真

        因为电源控制芯片内部电路结构保密，没有等效的电路模型，所以使能控制引脚的电流波形幅度和实际值不同，但可以定性反映波形的形状。开关管漏极的电压没有超过550V，箝位电路实现了箝位功能。LC滤波电路输入端电压有明显的高频噪声，在LC滤波器输出端电压波形平滑，说明LC实现了滤波的功能。输出电压稳定在21.9V，说明实现了恒流的功能。

LED恒流驱动开关电源的设计

        本节设计的LED恒流驱动开关电源是220V市电直接驱动，恒流输出。设计指标，220VAC(±20%)输入，恒流700mA，20V输出，效率70%。输出电流可调，半隔离反馈。

电路参数的设计

        输入端由电感L1与C1和C2构成一个π滤波器，提供EMI滤波。使用RCD/稳压管电路实现箝位。输出端可以选择肖特基管MBR10150提供整流，可以提高效率。

        恒流反馈控制电路由运放LM358和三极管MMBT2222A组成，使用R6、C7作为反馈补偿网络。同时使用VR2在空载时实现恒流输出，可以保护电源在空载时不会损坏。

        变压器使用EE25磁芯，初级85T，0.31mm线径；次级13T，0.47mm线径；变压器初级电感686uH。如果需要在宽电压（120VAC~220VAC）下工作，变压器使用EE25磁芯，初级75T，0.31mm线径；次级14T，0.47mm线径；变压器初级电感620uH。

电路的仿真

        LED恒流驱动开关电源的仿真电路图,使能引脚电流的平均值波形如图中所示，可以看到高低电平的比例和占空比基本一致，说明仿真时设置的占空比是正确的。因为电源控制芯片内部电路结构保密，没有等效的电路模型，使能控制引脚的电流波形幅度和设计值不同，但可以定性反映波形的形状。开关管漏极电压为500V，说明箝位电路实现箝位的功能。输出电流稳定在674mA，基本达到了设计指标，没有达到700mA 是因为占空比设置不够精确，没有足够的能量传递到次级。