LED照明用恒流電源的實現(xiàn)

選用小功率功率因數(shù)校正芯片MC33260，它工作在電流臨界模式。MC33260應用簡單可靠。通過電流檢測和電壓反饋，通過PI調節(jié)來保持電壓恒定。通過對開關管的PWM控制來得到所需要電壓?？?a class="contentlabel" href="http://butianyuan.cn/news/listbylabel/label/實現(xiàn)">實現(xiàn)0.998的功率因數(shù)校正和輸出穩(wěn)定直流電壓的功能。

圖4 功率因數(shù)校正模塊

5 自動調光電路設計，開機沖擊電路與EMI抑制電路設計

自動調壓電路采用光敏電阻作為感光元件，利用比較強將光的強弱轉換為高低電平信號，使用單片機內置的ADC將這個電壓信號采回單片機，當光照強度較高時，單片機控制切換為恒流模式，設置的負載電流值為100mA，使LED的亮度隨光照強度的增大而減少。

開機沖擊電路采用熱敏電阻串聯(lián)在電源輸入端，溫度較低時電阻很大，隨著電阻發(fā)熱溫度升高，電阻逐漸變小，達到抑制開關沖擊電流過大的目的。

EMI抑制電路是利用電感和電容的特性，使平率為50Hz左右的交流電可以順利通過濾波器，但高于50Hz以上的高頻干擾雜波被濾波器濾除，這就使開關電源產生的高頻諧波被濾掉而不會污染電網。

圖5 開機沖擊電流和EMI抑制模塊

三、理論分析與計算

1 恒流控制方法和參數(shù)計算

將一個電阻值較小的采樣電阻串聯(lián)在LED負載與低之間，設流過LED的電流為I，則采樣電阻兩端的電壓：

其中R0為采樣電阻的電阻值，取R0=Ω。一級跟隨之后電壓不變，后為一級同相放大電路，放大倍數(shù)為：

后為一級跟隨，電壓不變，因此返回PWM控制芯片的電壓為：

單片機通過DAC給PWM控制芯片一個參考的基準電壓UREF，經過PWM控制芯片的調節(jié)占空比來調節(jié)副邊繞組的電壓進而實現(xiàn)調節(jié)負載電流。經過閉環(huán)負反饋的調節(jié)作用，使U0=UREF，此時流過負載的電流值為：

只要時單片機DAC模塊的輸出電壓根據(jù)上面的式子調整，就會使負載工作在某一個需要的恒定電流值上。

2 隔離變壓器的設計計算

功率因數(shù)校正電路輸出的電壓為55V，要求負載為10只串聯(lián)的LED燈，實測正常工作時的電壓為34V左右，可得變壓器的變比約為：

由于PWM控制芯片輸出占空比范圍為0%~50%，因此實際取原邊45匝，副邊56匝，變比為1.24。

3 提高效率的方法

選擇合適的主回路拓撲，使用盡可能少的元器件，降低開關頻率;主電路選擇導通損耗小的開關器件;測量及控制電路在設計時盡可能使用工作電壓低的元器件;控制電路盡可能使用數(shù)字方法實現(xiàn)等都可以有效地提高系統(tǒng)的效率。

4 濾波參數(shù)計算

反激式電壓變換器需要輸出的為直流量，因此盡量應濾掉所有諧波，使用 LC 無源低通濾波電路即可滿足要求，反激式變換器的開關頻率為32kHz，設計濾波器的截止頻率應低于32KHz，即：

由于該系統(tǒng)為恒流系統(tǒng)，應取較大的L 值，并適當減小C 的值，據(jù)此設定L、C 值。選用470μF 的電解電容，根據(jù)計算得出電感值約為0.78mH，采用自制的工字型濾波電感。

四、測試方案與測試結果

1 測試儀器與設備

(1)工頻變壓器

(2)四位半數(shù)字萬用表DT9203

(3)安捷倫示波器DSO5012A