LED驱动电路短寿命的解决方案

发布日期:2014-07-16 17:57,查看次数:1319

本方案以延长电路使用寿命为主题,以开关电源与线性电源相互结合为基础,扬长避短充分利用各自的优势来替代电解电容滤波,有效的解决了现有LED驱动电路存在寿命短的问题。

LED(发光二极管)为新一代的绿色照明光源,具有节能、环保、高亮度、长寿命等诸多优点。它不仅是照明光源的新宠,也与人们的生活戚戚相关。因此,研制长寿命的驱动电源,构建高效率、低成本、高功率因数和是LED灯发光品质和整体性能的关键,也是LED照明技术发展的需要。据不完全统计现有的白炽灯泡寿命比LED灯少约40倍。因为发光二级管不仅是直流电流驱动器件,也是光电转换器,有将光电转换的功能。它的作用主要是通过流动电流,将电能转变为光能,所以其优势是比一般的光源的节能效率和工作寿命都要高。但是,在LED驱动电源的整流电路和滤波电路中一般需要使用大容量的电解电容。电解电容器的寿命一般为l05℃/2000h,就是说当电容周围温度升高到105℃时其寿命只有84天,即使工作在温度为85℃的环境中,使用寿命也仅为332天,所以电解电容是阻碍LED驱动电路寿命的主要原因。为了提高驱动电源的寿命,有必要去掉电解电容,为此文中提出一种无电解电容的高亮度LED驱动电源。

LED驱动电路的工作原理

本设计方案电路的总体框图如图1所示:

电路拓扑采用反激式拓扑电路、利用PWM控制开关频率,使其输出恒定的电流和电压,驱动LED灯。主要包括:前级保护电路、EMI滤波电路、整流电路、RCD钳位电路、同步整流电路、功率转换电路、输出滤波电路、反馈电路、控制电路等。

为了使电路受电磁干扰较小,将EMI滤波电路接在前级保护电路后,通过它将电路中的高次谐波和电路中的浪涌滤除。

在输入整流部分上,分别由桥式整流电路及π型滤波电路构成,因为二极管具有单向导通的特性,所以桥式整流电路可以将交流电转换为单向的直流电,而后在π型滤波电路的作用下,输出稳定直流电压。

再由控制电路调节和控制使输出达到设计值,最后经过输出滤波电路,使输出波纹减小变成直流电,最后将直流电输出给LED使用。

LED驱动电路的具体设计

输入电路的设计

本设计电路的指标为:输入交流电压Vin:90-264 VAC/50-60Hz;输出电压Vo:27VDC;输出电流Io:0.68A。

如图2所示,输入电路包括安全保险装置、EMI噪声滤波装置、桥式整流电路和π型滤波电路。

如图2所示,为了减少在1MHz的频段内的电磁干扰,由电容C1、C2和电感L1、L2组成了EMI噪声滤波电路。安全保险装置由保险丝和ZNR组成,当有危害电路的尖峰电流产生的时候,保险丝会迅速切断电路以保护负载;ZNR是浪涌吸收器,当驱动电路的输入端出现静电和浪涌时它会变得阻抗很高,因此可以保护后面的电路。桥式整流滤波电路,它的作用是将交流电转换成直流电,其后的π型滤波器的作用滤除电路中电压与电流的波纹。

EMI滤波器的设计

EMI滤波电路图如图3所示,EMI滤波电路在整流桥前,由差模电容CX1和CX2,主要用于衰减差模干扰,其值一般较大。

为了减少差模干扰,所以在整流桥后添加由C1、C2和L1组成π型差模滤波器。

EMI滤波电路中的差模电容选用X安规电容,安全等级为X2,其耐压值2500V,其中CX1=0.47uF,CX2=0.01uF.共模电感LX1为7mH和LX2为1mH.整流桥后π型滤波电路的C1和C2滤波电容选用耐压450V的薄膜电容,其电容值为0.22uF;差模电感L1大小为1mH。

总结:LED驱动电路无大容量电解电容,小型电容可以采用长寿命的薄膜电容等容性元件,使其具有寿命长、效率高、纹波电流小特点,并且具有较高的安全性和稳定性。


Copyright©2006 广州顶源电子科技有限公司 版权所有 粤ICP备18083919号
电话:020-62162688
传真:020-62162686 邮箱:sales@gztoppower.com 地址:广州市黄埔区开发区瑞发路15号三栋4楼

官方微信

移动官网