一種長(zhǎng)壽命LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)方案（二）

3.3 輸出電路的設(shè)計(jì)

如圖6所示。輸出電路由整流二極管D4,濾波電容C9,C10和穩(wěn)壓管D5組成。

3.3.1 輸出整流二極管的選擇輸出整流二極管D4的選擇標(biāo)準(zhǔn)：額定電壓應(yīng)大于1.5倍的輸入電壓，額定電流應(yīng)當(dāng)大于2倍的輸出電流，反向恢復(fù)時(shí)間小于100ns.綜上所述，D4選擇為MB220,其參數(shù)為：200mA,100V,trr=50ns.

3.3.2 輸出電容的選擇

如圖6所示，C9和C10是輸出濾波電容，由于輸出負(fù)載是LED串，根據(jù)LED的伏安特性，LED正向?qū)妷旱妮^小的波動(dòng)，都會(huì)導(dǎo)致LED導(dǎo)通電流較大的變動(dòng)，因此要控制輸出的紋波電壓，而且在控制環(huán)節(jié)采用電流補(bǔ)償和提高開(kāi)關(guān)頻率的技術(shù)，使得在不增大紋波電壓的情況下適當(dāng)?shù)臏p小輸出電容值，因此這里選用的是四個(gè)22nF/50V的電解電容并聯(lián)。

3.3.3 穩(wěn)壓管的選擇

如圖6所示，D 5為輸出電路中的穩(wěn)壓管，因?yàn)楫?dāng)開(kāi)關(guān)關(guān)斷的瞬間將會(huì)有反向電流流過(guò)IPD,這種反向電流將會(huì)導(dǎo)致器件損壞，所以應(yīng)在輸出電路中添加穩(wěn)壓管。使用的穩(wěn)壓管應(yīng)達(dá)到指標(biāo)：I D>2?Io=2×0.68=1.36A,UD>Uo=27V,反向恢復(fù)時(shí)間trr100ns.考慮裕量，所以本設(shè)計(jì)采用的器件為MB220,其設(shè)計(jì)的參數(shù)為：2A/43V/50ns.,.

如圖7 所示， 負(fù)載的電流波形圖為i(p)，負(fù)載的輸出電壓波形圖為out,從圖中可以看出，輸出電壓穩(wěn)定在27.8V,輸出電流穩(wěn)定在0.68A.

3.4 有源紋波補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)

3.4.1 有源紋波補(bǔ)償理論

因?yàn)楝F(xiàn)有的L C濾波電路無(wú)法完全濾除紋波，而且電容量小的電容濾波效果更差，所以傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源輸出波紋大，若流過(guò)LED的電流紋波過(guò)大將不僅影響了LED的光效，而且影響LED的光衰，特別是電解電容由于它的使用壽命短，從而嚴(yán)重的縮短了開(kāi)關(guān)電源和LED的使用壽命。因此，從研究小電容量入手、以輸出紋波小、能量變換效率高為內(nèi)容，以使用的安全性和長(zhǎng)期性為目的，構(gòu)建新型驅(qū)動(dòng)電源，是十分重要的和必要的，是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題，具有一定的科學(xué)性和可靠性。

文獻(xiàn)[4]在總結(jié)主輔補(bǔ)償電路的基礎(chǔ)上，采用線性電源對(duì)電感紋波電流進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒ǎ潆娐方Y(jié)構(gòu)如圖8所示。通過(guò)檢測(cè)電阻R1的電壓來(lái)檢測(cè)電感紋波電流，放大器輸出與電感紋波電流反向的補(bǔ)償電流通過(guò)電阻R5將電感紋波電流補(bǔ)償。該電路通過(guò)用電阻匹配來(lái)解決紋波電流補(bǔ)償問(wèn)題，容易實(shí)現(xiàn);并且省去電解電容，使得電源的使用壽命能夠延長(zhǎng)。

3.4.2 有源紋波補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)與仿真

如圖9所示，有源紋波補(bǔ)償電路由三極管，運(yùn)算放大器A1,A2,和電感電流檢測(cè)電阻組成。其原理是通過(guò)檢測(cè)電感兩端的電流，通過(guò)運(yùn)算放大器A1和A2比較后控制三極管的開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電流的補(bǔ)償。

如圖10所示，圖i(p)為電感輸出電流，圖i(e)為補(bǔ)償電流，二者疊加后為輸出到二極管的電流。從圖中可以看出，經(jīng)過(guò)補(bǔ)償電路對(duì)LED電流的補(bǔ)償可以有效地減小電流波紋。

4.結(jié)束語(yǔ)

目前LED驅(qū)動(dòng)電路中，影響驅(qū)動(dòng)電路整體壽命的主要因素是儲(chǔ)能電容，所以本設(shè) 計(jì)采用線性電源抑制輸出波紋，達(dá)到減小儲(chǔ)能電容的電容量的目的，因此可以在不增加輸出波紋的情況下采用壽命長(zhǎng)的薄膜電容取代電解電容，從而提高LED驅(qū)動(dòng)電路的整體壽命。從仿真結(jié)果來(lái)看，采用以有源紋波補(bǔ)償后，電路運(yùn)行穩(wěn)定，各項(xiàng)指標(biāo)滿足要求，這說(shuō)明此方法能夠有效的提高了驅(qū)動(dòng)電路的使用壽命。