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led開關(guān)電源范文第1篇

摘要：根據(jù)高可靠性led主要性能要求，分別從防浪涌設(shè)計、EMC設(shè)計、高頻變壓器設(shè)計、主IC選擇等方面提出滿足LED高可靠開關(guān)電源的解決方案，根據(jù)VIPER22A設(shè)計LED開關(guān)電源的運用線路圖，繪制PCB版圖，并對關(guān)鍵工藝提出解決辦法，最后通過主要參數(shù)的測量驗證該產(chǎn)品滿足要求。

關(guān)鍵詞：高可靠性；開關(guān)電源；節(jié)能

中圖分類號：TN312+.8文獻標(biāo)識碼：B

12V18W LED Switch Power Design

CHEN Tian-rong

（Xiamen Hualian Eiectronics Co.ltd ，Xiamen361006,China）

Abstract: Based on the main driver LED power performance requirements and design from against surge, EMC design, high frequency transformers, IC design, selection of high reliable drive LED switch solutions, according to VIPER22A design the switch power for the LED by the circuit diagram and draw the PCB layout, and the key technology solutions, and finally the main parameters through measuring the products meet the requirements.

Keywords:high reliability；switch power；energy saving

前言

隨著人們生活水平的不斷提高，人們對生存環(huán)境質(zhì)量要求也越來越高，對電器照明產(chǎn)品提出了更高的要求。LED半導(dǎo)體照明產(chǎn)品由于綠色節(jié)能，近幾年得到迅速發(fā)展，尤其在能源電力緊缺的當(dāng)前形勢下，高效節(jié)能已成為目前各行業(yè)發(fā)展的追求目標(biāo)。LED半導(dǎo)體照明已在交通信號、顯示屏等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，也在背光源、夜景裝飾照明、汽車警示等領(lǐng)域得到迅速發(fā)展，特別是近兩年來LED在民用照明領(lǐng)域也開始大有作為。

本產(chǎn)品設(shè)計主要為LED夜景裝飾產(chǎn)品設(shè)計，作為室外LED夜景產(chǎn)品的電源驅(qū)動，且能高可靠地運行，成本低。

1主要技術(shù)性能指標(biāo)要求

額定輸入電壓頻率：180VAC~240VAC 50Hz/60Hz

額定輸出電流：1.5A

額定功率：18W

輸出電壓：12VDC

防水等級：IP65

轉(zhuǎn)換效率：輸出大于1A時不低于80％

2系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

為實現(xiàn)上述技術(shù)指標(biāo)，本項目采用了新型高智能化元器件，減小二次整流器件的損耗，并選用高效功率鐵氧體（Mn-Zn）材料，以提高在高頻率和較大磁通密度（Bs）下獲得高的磁性能，從而實現(xiàn)高頻化。同時采用先進電路技術(shù)、防水環(huán)氧灌封等技術(shù)，使得本項目產(chǎn)品能實現(xiàn)穩(wěn)定、高可靠、高質(zhì)量。

2.1防浪涌設(shè)計

浪涌對所有的電子設(shè)備和數(shù)據(jù)系統(tǒng)都有潛在的危害。它是隱伏的，不可見的，不可預(yù)測的，極端危險并且后果不可想象。實際浪涌的幅值一般較雷擊電流小，但前者可能會造成和后者同樣的損壞?？紤]到本產(chǎn)品所處場合為中等暴露程度，選擇瞬變抑制器件。

2.2EMC的設(shè)計

（1）濾波器

濾波是一種抑制傳導(dǎo)干擾的方法，在電源輸入端接上濾波器，可以抑制來自電網(wǎng)的噪聲對電源本身的侵害，也可以抑制由開關(guān)電源產(chǎn)生并向電網(wǎng)反饋的干擾。電源濾波器作為抑制電源線傳導(dǎo)干擾的重要單元，在系統(tǒng)的電磁兼容設(shè)計中具有極其重要的作用。它不僅可抑制傳輸線上的傳導(dǎo)干擾，同時對傳輸線上的輻射發(fā)射也具有顯著的抑制效果。在濾波電路中，選用穿心電容、三端電容、鐵氧體磁環(huán)，能夠改善電路的濾波特性。適當(dāng)?shù)脑O(shè)計或選擇合適的濾波器，并正確地安裝濾波器是抗干擾技術(shù)的重要組成部分，具體措施如下：

在交流電輸入端加裝電源濾波器，其電路如圖1所示。圖中Ld、Cd用于抑制差模噪聲，一般取Ld為100～ 700μH, Cd取1～10μF。Lc、Cc用于抑制共模噪聲，可根據(jù)實際情況加以調(diào)整。

所有電源濾波器都必須接地，因為濾波器的共模旁路電容必須在接地時才起作用。接地方法是除了將濾波器與金屬外殼相接之外，還要用較粗的導(dǎo)線將濾波器外殼與設(shè)備的接地點相連。接地阻抗越低濾波效果越好。

濾波器盡量安裝在靠近電源入口處。濾波器的輸入及輸出端要盡量遠離，避免干擾信號從輸入端直接耦合到輸出端。

在電源輸出端加輸出濾波器。加裝高頻電容，加大輸出濾波電感的電感量及濾波電容的容量，可以抑制差模噪聲。

（2）變壓器高頻防護

在高頻變壓器的原邊、副邊、開關(guān)管的C、E極間以及在輸出整流二極管上加裝RC吸收網(wǎng)絡(luò)。

3控制IC的選擇

開關(guān)電源使用的IC中設(shè)計時選用DIP封裝的VIPER22A，在單電源電壓180~265VAC范圍內(nèi)，功率處理能力可以達到20W，能滿足設(shè)計要求。圖2為VIPER22A內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，采用ST 的IPOWER M0-3 高壓專利技術(shù)，利用一個P 型掩埋層的方法，在同一顆芯片上整合了一個專用電流式PWM 控制器和一個高壓功率場效應(yīng)MOS 晶體管。這種方法可以減少IC元器件的數(shù)量，簡化電路板設(shè)計，降低系統(tǒng)成本。其一般特性有:（1）自動熱關(guān)斷；（2）高壓啟動電流源；（3）防止輸出短路導(dǎo)致?lián)舸┕收系腍ICCUP模式；（4）保證低負(fù)載條件下低功耗的突發(fā)模式。

通過圖2可以看出，功率級是由含有一個快速比較器的電流式結(jié)構(gòu)驅(qū)動的，驅(qū)動電流來自 NMOS sense 和feed-back (FB) 兩個引腳。比較器輸出連接到消隱時間模塊，以確保導(dǎo)通時間最短。只需一個外部振蕩器，即可將開關(guān)頻率固定在60kHz，從而不再需要其它的外部組件。其它的內(nèi)部模塊是內(nèi)部電源穩(wěn)壓器和過熱檢測器，前者在VDD 引腳上能夠支持45V，后者在170°C （典型值）時提供熱關(guān)斷功能。

該產(chǎn)品的系統(tǒng)控制是一個電流模式結(jié)構(gòu)，在這個結(jié)構(gòu)中，N-MOS 感應(yīng)電流和FB 電流匯合在電阻器R2 上。電阻R2上的電壓取決于這個電流值的大小，然后，這個電壓值與一個內(nèi)部固定的參考電壓 (0.23V)比較。比較器的輸出用于驅(qū)動場效應(yīng)MOS 晶體管，因此，開關(guān)頻率取決于反饋電流和Id 電流值的大小。在這個應(yīng)用中，反饋回路的實現(xiàn)方法是通過一個光耦合器利用輸出電壓驅(qū)動這個FB 引腳，以保證輸入與輸出之間的絕緣。監(jiān)視VDD 電壓的是一個磁滯比較器，它能夠管理啟動電流生成器。事實上，只要VDD 電壓值大于VDDON 的電壓值，比較器就會導(dǎo)通，并給VDD 電容器充電。一旦達到這個條件，功率場效應(yīng)MOS 晶體管就立即開始開關(guān)操作。突發(fā)模式工作原理是跳過相同的開關(guān)周期，以便在負(fù)載減弱時降低功耗。

4高頻變壓器的設(shè)計

根據(jù)線路要求設(shè)計反激型脈沖變壓器：

5LED開關(guān)電源運用線路圖

根據(jù)上述考慮要素以及VIPER22A結(jié)構(gòu)性能，而設(shè)計的LED使用開關(guān)電源的線路圖如圖4所示。本電路根據(jù)需要一個12V電壓1.5A電流輸出,最大功率處理能力是18W。該解決方案的二次側(cè)反饋是一個隔離式的逆向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。輸出經(jīng)過TL431(可控分流基準(zhǔn))反饋并將誤差放大，TL431驅(qū)動光耦PC817，并通過光耦感應(yīng)得到反饋電壓，調(diào)整電流模式的PWM控制器的開關(guān)時間，從而得到穩(wěn)定的直流電壓輸出，并確保輸入和輸出完全隔離。

6設(shè)計PCB板圖

PCB制作時采用單面阻燃紙板，絲印在元件面，如圖5所示。焊點面采用鍍金工藝。尺寸大?。?30mm*37mm*1.6mm。

7關(guān)鍵工藝的解決

7.1爬電距離設(shè)計

為了有效解決由于PCB小型化而造成輸入級間爬電距離不足問題，設(shè)計時當(dāng)爬電距離小于2mm時應(yīng)加大于1mm鏤空刻槽。如圖6 所示。

7.2散熱

由于本機在考慮設(shè)計成本、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)以及戶外使用特點。電路中整流二級管需外焊接10mm×20mm×0.6mm銅片加大散熱面積，如圖7所示。主芯片VIPER22A外加8mm×20mm鋁散熱片加大散熱面積，如圖8所示。

7.3灌 封

根據(jù)本開關(guān)電源的使用室外環(huán)境滿足IP65防水等級及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的要求，選用常溫固化8002A/B雙組份環(huán)氧樹脂,使用時混合比例A:B=100:20(重量比)。常溫25℃條件下，24hr固化或60℃條件下2hr固化。該環(huán)氧樹脂滿足以下要求：(1)能承受冷熱環(huán)境交變產(chǎn)生的應(yīng)力；(2)能承受線路運行時的溫度；(3)能承受短路時的熱應(yīng)力；(4)樹脂固化時放熱小,適用于澆注。灌注工藝好，灌封后具有粘接性高，收縮率低于0.66%，耐熱性好，價格低廉。體積電阻大在常溫25℃下大于4.6×1014ohm-cm3，表面電阻在常溫25℃下大于1.7×1013ohm，耐電壓在常溫25℃下16~18kV/mm。灌封后，起到防水、防腐蝕、防震等作用，提高整機使用性能和穩(wěn)定參數(shù)。

8參數(shù)性能的測試結(jié)果

8.1本機產(chǎn)品在額定電壓范圍不同輸入電壓情況下，輸出電流的變化效率的測量結(jié)果，如圖9所示。

結(jié)論：產(chǎn)品要求本機在正常電流輸出大于1.0A時電源的效率大于80％，本設(shè)計滿足要求。

8.2本機產(chǎn)品溫升測試結(jié)果如圖10所示。

結(jié)論：在25℃下， 本開關(guān)電源的溫升為55.5℃-25.0℃=30.5℃，符合要求。

8.3電源端子騷擾電壓測試（檢驗依據(jù)：GB17743－1999）

結(jié)論：檢驗結(jié)果符合GB17743－1999要求。見圖11。

9結(jié)束語

本產(chǎn)品經(jīng)過樣品到大批量生產(chǎn)，中間經(jīng)過多次優(yōu)化改進，生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)合格率水平達到99％以上，質(zhì)量穩(wěn)定。在夜景工程上運用性能穩(wěn)定，質(zhì)量可靠性，失效率在千分之二以下，滿足高可靠、節(jié)能、防水的設(shè)計目標(biāo)。

參考文獻

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led開關(guān)電源范文第2篇

關(guān)鍵詞：LED燈具抗干擾 設(shè)計

中圖分類號：S611 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：

前言

LED的驅(qū)動電源大多采用開關(guān)電源，比如正激式隔離開關(guān)電源、反激式隔離開關(guān)電源、推挽式開關(guān)電源、橋式和半橋式開關(guān)電源等。本文采用的是反激式隔離開關(guān)電源，通過合理的元件選擇、電路設(shè)計、補償電路設(shè)計，探索提高效率和合理的LED驅(qū)動電源的設(shè)計方法。

一、驅(qū)動電源的電路設(shè)計

該驅(qū)動電源采用反激式隔離開關(guān)電源設(shè)計，實現(xiàn)350 mA的恒流輸出，可以驅(qū)動12個1 w的大功率LED。電路整體設(shè)計如圖l所示，整個電路的工作原理及工作過程是當(dāng)110～265 V的交流電輸入電路之后經(jīng)過保險絲F1。和EMI濾波電路之后整流，其中的EMI電路由一個共模電感T1，和兩個X2型電容Cx1和Cx2組成。在輸入端還有一個負(fù)溫度效應(yīng)的熱敏電阻RTl，這是為了防止浪涌電流對后面的器件造成損害，當(dāng)電源還沒有通電時，熱敏電阻的阻值很大，所以可以起到限制浪涌電流的作用；當(dāng)電路正常工作后，熱敏電阻由于有電流通過而發(fā)熱，導(dǎo)致電阻會變得很小，所以正常工作后，熱敏電阻的功率損耗是很小的。

電流經(jīng)過整流橋濾波之后再經(jīng)過CBB電容C1濾波，然后經(jīng)過功率因數(shù)校正電路，使功率因數(shù)提高到0.85～0.90之間。之后電流經(jīng)過初級繞組、開關(guān)管Q1和采樣電阻R2和R3到地，這就是電源輸入端的主回路。通過控制主回路的電流實現(xiàn)恒流控制，具體的方法是通過采樣電阻將輸入端的電流信號轉(zhuǎn)化為電壓信號，反饋到PWM控制芯片的3號引腳調(diào)整芯片輸出脈沖的占空比來實現(xiàn)。在主回路上，由于開關(guān)管在斷開的瞬間初級繞組的能量無法瞬間釋放而產(chǎn)生很大的尖峰電壓，如果這部分電壓無法釋放將會造成開關(guān)管“打火”而燒毀，所以在初級繞組的兩端還要設(shè)計尖峰電壓吸收回路，這部分電路由肖特基二極管D4、電阻R4，R4和高壓瓷片電容C3組成。當(dāng)開關(guān)管斷開的時候，二極管D4導(dǎo)通，初級繞組和這部分電路形成了回路，從而實現(xiàn)尖峰電壓的吸收。

電源實現(xiàn)恒流控制的核心是PWM控制芯片OB2532。電阻R1和R2給芯片提供啟動電流。為了提高效率，該電源有一個輔助繞組給芯片供電，輔助繞組的輸出經(jīng)過整流二極管D5和濾波電容C4之后形成大約20 V的電壓給芯片供電。同時，這個繞組還起到另外一個關(guān)鍵的作用——電壓采樣，輸出電壓經(jīng)過R9和R10分壓之后反饋到芯片的4號引腳。為了使芯片能夠穩(wěn)定的穩(wěn)壓，在芯片的5號引腳和地之間串聯(lián)一個電容C8作為環(huán)路補償。芯片的2號端口是脈沖的輸出端，輸出端與場效應(yīng)管Q1的柵極連接以控制開關(guān)管的導(dǎo)通與截止。輸入電壓經(jīng)過變壓器變壓之后，經(jīng)過超快速恢復(fù)二極管D6整流之后由電解電容C5濾波再輸出。

在二極管D6上，并上電阻R11和電容C7是由于二極管在電路工作時處在高頻的開關(guān)狀態(tài)，加上這部分電路可以避免二極管產(chǎn)生振蕩。

該電源電路涉及的主要分電路的設(shè)計分述如下：制輸出電流，可以在輸出回路串聯(lián)采樣電阻通過光耦反饋實現(xiàn)初級繞組和次級繞組的隔離。

2開關(guān)變壓器的選擇與設(shè)計

變壓器的設(shè)計是開關(guān)電源設(shè)計的核心，反激式的開關(guān)變壓器在電路中起到兩個作用：儲能電感，當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時，初級繞組開始儲存能量；當(dāng)開關(guān)管截止時，初級繞組儲存的能量通過磁芯傳遞給次級繞組。因此，該設(shè)計對于電感主要考慮兩個方面：

一是初級繞組的電感量，這決定了電源的輸出功率，可通過改變繞組的線圈匝數(shù)改變電感量；二是各繞組之間的匝數(shù)比。在計算這兩個參數(shù)的同時，也涉及到電源的輸入功率、輸出功率、效率和開關(guān)頻率等問題。該設(shè)計的最大占空比為45％。效率預(yù)計為85％，輸出功率為40×0.35—14 w，開關(guān)頻率為60 kHz，經(jīng)過理論計算并考慮裕量，本設(shè)計初級繞組的電感取1．5 mH。根據(jù)測試，變壓器的磁芯系數(shù)為：88．7μH，所以有初級繞組的匝數(shù)為130匝。

該設(shè)計采用的是基于最大占空比的設(shè)計方法來確定變壓器匝數(shù)比，經(jīng)過理論計算當(dāng)電源加到負(fù)載的電壓40 V時，再考慮輸出二極管的壓降0.6 V。則變壓器的匝數(shù)比為0.45，這里計算出來的結(jié)果是匝數(shù)比N的最小值。根據(jù)電感量的要求，初級繞組已經(jīng)確定為130匝，則次級繞組的匝數(shù)為58．5匝，為了方便繞制，可將匝數(shù)取為60匝，匝數(shù)比N為0．46，對于反激式開關(guān)電源，最大占空比小于50％時，系統(tǒng)是固有穩(wěn)定的，不用增加補償電路。

3功率因數(shù)校正電路

由于LED驅(qū)動電路中采用電感和電容等元件，引起相位漂移，所以功率因數(shù)比較低，一般不會超過0．6。提高功率因數(shù)不僅可以減少線路的損耗，還能減少電源產(chǎn)生的高次諧波對電網(wǎng)的污染，提高供電的質(zhì)量。該設(shè)計采用的“填谷電路”(又稱平衡半橋補償電路)就是無源校正電路中典型的一種，電路原理如圖3所示。

該電路中的電容C1和C2采用10μF／400 V的電解電容，兩電容參數(shù)相同，通過電容的充放電作用，能夠增加導(dǎo)通角，在正半周期可以將導(dǎo)通角擴展到30O～150O，在負(fù)半周期可拓展到210O～330O。因此通過該電路可以將功率因數(shù)從0.6提高到0.85～0.9。

二、驅(qū)動電源電路的PCB設(shè)計

一個開關(guān)電源的工作性能與電路原理的設(shè)計、元件的使用有直接的關(guān)系，但是該電源是否能正常工作，PCB的設(shè)計也是一個關(guān)鍵點。在合理的原理設(shè)計的基礎(chǔ)上，作品最終的性能好壞取決于它的布線。不可避免的，PCB的走線會產(chǎn)生一系列的寄生參數(shù)，在PCB設(shè)計的時候要想辦法減小這些參數(shù)。同時，開關(guān)電源的一些器件會產(chǎn)生熱量，因此在PCB設(shè)計的時候也要考慮到散熱問題。

EMl(電磁干擾)不僅會干擾無線電系統(tǒng)，還會造成其他設(shè)備故障。要減小EMI，首先要確定哪個位置可能會成為EMI源。對于一個開關(guān)電源，EMI源的中心就是場效應(yīng)管，因為它處于快速的導(dǎo)通截止?fàn)顟B(tài)，因此存在尖的邊沿，含有高頻分量。如果高頻型號太強，可以在場效應(yīng)管的柵極串聯(lián)一個電阻，電阻一般在10～100Ω的范圍。當(dāng)開關(guān)導(dǎo)通和截止時，這個電阻可以降低柵極充電的速度，使高速開關(guān)波形邊沿變陡，高頻諧波含量減小。該設(shè)計采用了一個100 Ω的貼片電阻串聯(lián)在場效應(yīng)管的柵極和PWM芯片的脈沖輸出端之間。在PCB布局的時候，開關(guān)電流的路徑要盡量保持簡短。另外，還要遠離低頻的元件，比如采樣電阻。

另一個會產(chǎn)生EMI的位置是尖峰電壓的吸收電路。在開關(guān)管斷開的瞬間，由于初級繞組的電流不能突變，所以會產(chǎn)生一個尖峰電壓。該設(shè)計對這部分電路的處理時盡可能地將這部分和其他EMI源靠近。如圖4所示，尖峰電壓吸收電路由D4，R4，R5，C3組成，R8和Q1的柵極之間就是開關(guān)電流的路徑，這部分的布局比較緊湊，就是為了減小EMI的影響。

在本電源中，可能會產(chǎn)生較大熱量的是場效應(yīng)管、輸出端的整流二極管、尖峰電壓吸收電路。其中，場效應(yīng)管的熱量比較大，所以采用散熱片給它散熱。其他部分主要是通過大面積的覆銅來散熱。該設(shè)計采用貼片元件和插件元件結(jié)合的方式，主要是考慮到實際應(yīng)用中，要盡可能地減小電源的體積，通過貼片元件和插件結(jié)合的方式可以將體積縮小1／2以下，主要是因為體積最大的變壓器所在位置的底層可以焊接很多元件。同時，通過這種方式也給布線帶來很大的方便。

結(jié)束語

本文給出了一種大功率LED恒流驅(qū)動電源的設(shè)計方案，該方案包括了涉及到的元器件選擇、總體電路設(shè)計、關(guān)鍵電路設(shè)計、開關(guān)電源變壓器的參數(shù)設(shè)計、電源的PCB設(shè)計等。經(jīng)過實際電路運行測試，本電源在通電之后輸出參數(shù)正常。

參考文獻

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led開關(guān)電源范文第3篇

【關(guān)鍵詞】開關(guān)電源;維修隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。

開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，有兩種主要的工作方式：正激式變換和升壓式變換，盡管它們各部分的布置差別很小，但是工作過程相差很大，在特定的應(yīng)用場合下各有優(yōu)點。開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和開關(guān)器件（MOSFET、BJT等）構(gòu)成。

開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

開關(guān)電源產(chǎn)品目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、軍工設(shè)備、科研設(shè)備、LED照明、工控設(shè)備、通訊設(shè)備、電力設(shè)備、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備、半導(dǎo)體制冷制熱、空氣凈化器，電子冰箱，液晶顯示器，LED燈具，通訊設(shè)備，視聽產(chǎn)品，安防，電腦，數(shù)碼產(chǎn)品和儀器類等領(lǐng)域。

開關(guān)電源電路的故障診斷與維修也越來越重要，這里簡單介紹一下維修過程和注意事項。

（1）修理開關(guān)電源時，首先用萬用表檢測各功率部件是否擊穿短路，如電源整流橋堆，開關(guān)管，高頻大功率整流管；抑制浪涌電流的大功率電阻是否燒斷。再檢測各輸出電壓端口電阻是否異常，上述部件如有損壞則需更換。

（2）第一步完成后，接通電源后還不能正常工作，接著要檢測功率因數(shù)模塊（PFC）和脈寬調(diào)制組件（PWM），查閱相關(guān)資料，熟悉PFC和PWM模塊每個腳的功能及其模塊正常工作的必備條件。

（3）然后，對于具有PFC電路的電源則需測量濾波電容兩端電壓是否為380VDC左右，如有380VDC左右電壓，說明PFC模塊工作正常，接著檢測PWM組件的工作狀態(tài)，測量其電源輸入端VC，參考電壓輸出端VR，啟動控制Vstart/Vcontrol端電壓是否正常，利用220VAC/220VAC隔離變壓器給開關(guān)電源供電，用示波器觀測PWM模塊CT端對地的波形是否為線性良好的鋸齒波或三角形，如TL494 CT端為鋸齒波，F(xiàn)A5310其CT端為三角波。輸出端V0的波形是否為有序的窄脈沖信號。

（4）在開關(guān)電源維修實踐中，有許多開關(guān)電源采用UC38××系列8腳PWM組件，大多數(shù)電源不能工作都是因為電源啟動電阻損壞，或芯片性能下降。當(dāng)R斷路后無VC，PWM組件無法工作，需更換與原來功率阻值相同的電阻。當(dāng)PWM組件啟動電流增加后，可減小R值到PWM組件能正常工作為止。在修一臺GE DR電源時，PWM模塊為UC3843，檢測未發(fā)現(xiàn)其他異常，在R（220K）上并接一個220K的電阻后，PWM組件工作，輸出電壓均正常。有時候由于電路故障，致使VR端5V電壓為0V，PWM組件也不工作，在修柯達8900相機電源時，遇到此情況，把與VR端相連的外電路斷開，VR從0V變?yōu)?V，PWM組件正常工作，輸出電壓均正常。

（5）當(dāng)濾波電容上無380VDC左右電壓時，說明PFC電路沒有正常工作，PFC模塊關(guān)鍵檢測腳為電源輸入腳VC，啟動腳Vstart/control，CT和RT腳及V0腳。修理一臺富士3000相機時，測試一板上濾波電容上無380VDC電壓。VC，Vstart/control,CT和RT波形以及V0波形均正常，測量場效應(yīng)功率開關(guān)管G極無V0 波形，由于FA5331（PFC）為貼片元件，機器用久后出現(xiàn)V0端與板之間虛焊，V0信號沒有送到場效應(yīng)管G極。將V0端與板上焊點焊好，用萬用表測量濾波電容有380VDC電壓。當(dāng)Vstart/control 端為低電平時，PFC亦不能工作，則要檢測其端點與相連的有關(guān)電路。

總之，開關(guān)電源電路有易有難，功率有大有小，輸出電壓多種多樣。只要抓住其核心的東西，即充分熟悉開關(guān)電源的基本結(jié)構(gòu)以及PFC及PWM模塊的特性，它們工作的基本條件，按照上述步驟和方法，多動手進行開關(guān)電源的維修，就能迅速地排除開關(guān)電源故障，達到事半功倍的效果。

開關(guān)電源的維修可分為兩步進行：

斷電情況下，“看、聞、問、量”。

看：打開電源的外殼，檢查保險絲是否熔斷，再觀察電源的內(nèi)部情況，如果發(fā)現(xiàn)電源的PCB板上有燒焦處或元件破裂，則應(yīng)重點檢查此處元件及相關(guān)電路元件。

聞：聞一下電源內(nèi)部是否有糊味，檢查是否有燒焦的元器件。

問：問一下電源損壞的經(jīng)過，是否對電源進行違規(guī)操作。

量：沒通電前，用萬用表量一下高壓電容兩端的電壓先。如果是開關(guān)電源不起振或開關(guān)管開路引起的故障，則大多數(shù)情況下，高壓濾波電容兩端的電壓未泄放悼，此電壓有300多伏，需小心。用萬用表測量AC電源線兩端的正反向電阻及電容器充電情況，電阻值不應(yīng)過低，否則電源內(nèi)部可能存在短路。電容器應(yīng)能充放電。脫開負(fù)載，分別測量各組輸出端的對地電阻，正常時，表針應(yīng)有電容器充放電擺動，最后指示的應(yīng)為該路的泄放電阻的阻值。

通電后觀察電源是否有燒保險及個別元件冒煙等現(xiàn)象，若有要及時切斷供電進行檢修。

測量高壓濾波電容兩端有無300伏輸出，若無應(yīng)重點查整流二極管、濾波電容等。

測量高頻變壓器次級線圈有無輸出，若無應(yīng)重點查開關(guān)管是否損壞，是否起振，保護電路是否動作等，若有則應(yīng)重點檢查各輸出側(cè)的整流二極管、濾波電容、三通穩(wěn)壓管等。

led開關(guān)電源范文第4篇

圖1 直流驅(qū)動LED光源的系統(tǒng)應(yīng)用方案

Abstract: as a green, energy-saving LED light source, save electricity, the long life of the fourth generation lighting lamps, and rise of the controversial, the rapid development of the raging fire. The current LED light source is the low voltage (VF = 2.8-3.6 V), large current (IF = 200-1500 mA) of the job of semiconductor devices, should provide appropriate dc to normal light. Direct current (DC) drive LED light source the light technology have more and more mature, because we use the power is the daily lighting: the high voltage AC (AC100 ~ 220 V), so must use antihypertensive technology to get a low voltage, commonly used is transformer or switch power supply step-down, then will exchange (AC) transform into direct current (DC), to transform into a constant DC current source, can urge LED light source to shine. So dc drive LED light source system application solutions is necessarily: transformer + rectifier (or switch power supply) + constant current source (figure 1). LED lamps is bound to have the space to put this module, but to E27 standard snail mouth for the lamps and lanterns of space is very limited, and it is difficult to relocate. Whether through rectifier transformer + switching power supply or blood pressure, the system will have a certain amount of loss, DCLED in ac/dc about transformation between 15% to 30% of the electric power be loss, the efficiency of the system hard to do more than 90%. If can exchange (AC) direct drive LED light source to shine, and system application plan will greatly simplified, the efficiency of the system will be very easily above 90%.

關(guān)鍵詞：LED照明LED驅(qū)動技術(shù)AC LED驅(qū)動

Keywords：LED lighting, LED driving technology, AC LED drive

中圖分類號：TU85文獻標(biāo)識碼：A文章編號：

AC LED驅(qū)動技術(shù)的現(xiàn)狀

1、AC LED驅(qū)動發(fā)展概況

韓國漢城半導(dǎo)體公司即如今的首爾半導(dǎo)體早在2005年已發(fā)明可以用交流直接驅(qū)動使其發(fā)光的ACLED，其次是美國III-N Technology（3N）發(fā)明的單芯片交流發(fā)光二極管（AC LED），是首屈一指的大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的交流發(fā)光二極管產(chǎn)品。

2008年，臺灣“工業(yè)技術(shù)研究院”也完成可產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)并有實際應(yīng)用系統(tǒng)方案的AC LED產(chǎn)品，可直接插電于60Hz或更高頻率的AC 110V交流壓使其交流發(fā)光，應(yīng)用于指示燈、霓虹燈、低瓦數(shù)照明燈，能有效解決現(xiàn)有 LED 無法直接在交流源下使用，造成產(chǎn)品應(yīng)用成本較高的缺點。

繼On Chip AC LED技術(shù)于今年年中獲美國100大科技研發(fā)獎R&D 100 Award肯定后，工研院（ITRI）結(jié)合國內(nèi)LED中下游產(chǎn)業(yè)，包括晶電（Epistar）、光寶（Lite On）、福華（Forward）、鼎元（Tybtek）等19家廠商組成“AC LED應(yīng)用研發(fā)聯(lián)盟”。

現(xiàn)在全世界只有美國、韓國與中國臺灣有此技術(shù)，臺灣工研院開發(fā)出白光、藍光及綠光AC LED的制程技術(shù)，不僅與國際同步，也是全球領(lǐng)先者之一。

2、AC LED驅(qū)動技術(shù)特點

1）壽命長

使用傳統(tǒng)直流驅(qū)動的LED燈具，由于驅(qū)動變換器壽命比LED光源本身短，故目前很多LED燈具壞掉，并不是LED光源壽命已盡，而是LED燈具使用的交直流轉(zhuǎn)換器先壞掉了。AC LED由于不需要驅(qū)動變換器，因此燈具壽命延長至LED壽命，遠高于傳統(tǒng)燈具壽命。

2）體積小

AC LED在家用電力上的方便性，不需要像DC LED一樣另外得幫燈具裝上一個交流轉(zhuǎn)直流的轉(zhuǎn)換器，不但節(jié)省了驅(qū)動變換器的成本，也節(jié)省了驅(qū)動變換器所需的體積。

3)效率高

傳統(tǒng)的LED驅(qū)動方式，無論是經(jīng)由變壓器+整流或是開關(guān)電源降壓，系統(tǒng)都會有一定量的損耗，DC LED在交流、直流之間轉(zhuǎn)換時約15%～20%的電力被損耗，而AC LED由于省掉了驅(qū)動變換器，交流輸入可以加到AC LED兩端，因此理論上電源效率為100%。

AC LED驅(qū)動的工作原理

AC LED驅(qū)動的工作原理如圖2所示。

圖2 AC LED驅(qū)動的工作原理

將多只LED芯片組合成整流橋，每個橋臂上的LED芯片數(shù)量相等，再將一串LED接在整流橋輸出端作為負(fù)載。

在交流正半周，藍色通路表示電流流動方向，LED1、LED5、LED4導(dǎo)通發(fā)光；在交流負(fù)半周，綠色通路表示電流流動方向，LED2、LED5、LED1導(dǎo)通發(fā)光。橋臂上的4串LED交替導(dǎo)通發(fā)光，中間作為負(fù)載的一串LED始終導(dǎo)通發(fā)光。

三、AC LED驅(qū)動技術(shù)目前存在問題及解決辦法

1、光效低、可靠性低、功率因數(shù)低、最佳工作電壓范圍窄是目前AC LED存在的問題主要。

1）光效低

由于ACLED的橋臂是兩、兩交替導(dǎo)通，以構(gòu)成4個橋臂的LED數(shù)量為80只為例，在50Hz的交流輸入下，每個半周只有160只LED導(dǎo)通，假設(shè)LED完全導(dǎo)通，實際功率僅為9.6W，是實際可達到功率的一半。因此，如果按照320只LED計算光效的話，實際輸入功率僅為額定功率的1/2，因此，光效較低。

2）可靠性低

適用于220V交流輸入的整流橋，其反向耐壓通常為600V、800V，分別針對不同可靠性要求的使用場合。

為了使LED能夠?qū)ǎ鸵档蜆虮跮ED串聯(lián)數(shù)量，而數(shù)量的減少，就帶來反向耐壓的降低。如果按照300V反向耐壓設(shè)計LED橋臂，雖然LED可以完全導(dǎo)通，但是電路承受浪涌電壓的能力大幅下降，LED被反向擊穿，可靠性大幅降低。

3)功率因數(shù)低

LED具有導(dǎo)通閾值電壓，只有當(dāng)輸入電壓大于閾值電壓后，LED才導(dǎo)通，以1W大功率LED為例，其V-I曲線如圖3所示。

圖3 1W LED的V-I曲線

由圖3可知，標(biāo)稱3.2V的1W LED其導(dǎo)通電壓為2.7V左右，假設(shè)AC LED的橋臂有40只LED構(gòu)成，則其總閾值電壓為：2*40*2.7=216V。也就是說，只有輸入電壓大于216V時，LED才導(dǎo)通（如圖4所示）。

圖4 AC LED導(dǎo)通波形

由于導(dǎo)通閾值電壓的存在，AC LED的功率因數(shù)較低，只有0.7左右，無法達到＞0.9的規(guī)范要求，且總諧波含量（THD）也較高。當(dāng)建筑物中大量使用AC LED時，會對電網(wǎng)注入極大地噪聲干擾；同時，由于功率因數(shù)低，會使電網(wǎng)中線流過較大電流，降低了供電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2、解決辦法：

1)提高反向耐壓；

2)增加PFC電路；

3)穩(wěn)定工作電壓。

四、總結(jié)

AC LED驅(qū)動技術(shù)剛剛步入成長期，目前在發(fā)光亮度、功率等方面還不夠理想，但ACLED的應(yīng)用簡便、無需變壓轉(zhuǎn)換器和恒流源，以及低成本、高效率已顯現(xiàn)強大的生命力。AC LED的技術(shù)在飛躍發(fā)展，要不了幾年，高亮度、大功率、低成本的產(chǎn)品將大量面世。

參考文獻:

[1]沙占友.LED照明驅(qū)動電源優(yōu)化設(shè)計第一版.

[2]周志敏.開關(guān)電源驅(qū)動LED電路設(shè)計實例第二版.

led開關(guān)電源范文第5篇

TOPSwitch-FX系列單片機電源集成電路，可廣泛應(yīng)用于各種通用及專用開關(guān)電源、待機電源、開關(guān)電源模塊中。

一、能進行外部限流的12V、30W開關(guān)電源

由TOP234Y構(gòu)成12V、30W高效開關(guān)電源的電路如圖1所示。其交流輸入電壓范圍是AC85～265V，滿載時電源效率可達80%。交流電壓u依次經(jīng)過電磁干擾（EMI）濾波器（C10，L1）、輸入整流濾波器（BR，C1）獲得直流高壓UI。UI經(jīng)過R1和R2分壓后接M端，能使極限電流隨UI升高而降低。R1可提供電壓前饋信號，當(dāng)UI偏高時能自動降低最大占空比，以減小輸出紋波。R2為電流極限設(shè)定電阻，所設(shè)定的Ilimit≈0.7Ilimit=0.7×1.5A=1.05A，略高于低壓輸入時的峰值電流Ip值。這里將系數(shù)取0.7是考慮到TOP234Y在寬范圍輸入時，最大連續(xù)輸出功率Pom=45W,而實際輸出功率P'om=30M，即P'om/Pom=30/45=0.67≈0.7。采用這種設(shè)計方法允許高頻變壓器選用尺寸較小的磁芯，通過增加初級電感量Lp來降低TOP234Y的功耗，并防止出現(xiàn)磁飽和現(xiàn)象。此外，由于采用了降低Dmax的電壓前饋技術(shù)即使輸入電壓UI和初級感應(yīng)電壓UOR較高，開關(guān)電源也能正常工作。它允許使用成本的R，C，VD型漏極鉗位電路（R3，C7，VD1），以替代價格較高的TVS（瞬態(tài)電壓抑制器）、VD型鉗位電路，用于吸收在TOP234Y關(guān)斷時由高頻變壓器漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，對漏極起到保護作用。

    次級電壓經(jīng)過VD2，C2，C3，L2和C4整流濾波后，獲得+12V、2.5A的穩(wěn)壓輸出。為減小整流管的損耗，VD2采用MBR1060型10A/60V肖特基二極管。C9和R7并聯(lián)在VD2兩端，能防止VD2在高頻開關(guān)狀態(tài)下產(chǎn)生自激振蕩（振鈴）。當(dāng)開關(guān)電源空載時，TOPSwitch-FX能采用跳過周期的方式進一步降低最大輸出占空比，使得Dmax<1.5%，因此，在輸出端無須接假負(fù)載，這樣還可降低空載或待機狀態(tài)下的功耗。

該電源采用帶穩(wěn)壓管的光耦反饋電路。IC2為LTV817A型線性光耦合器。VDZ采用1N5240C型穩(wěn)壓管，其穩(wěn)定電壓Uz=10（1±0.02）V。光耦中LED的正向壓降UF≈1V.輸出電壓由下式確定：

Uo=Uz+UF+UR4

現(xiàn)將其穩(wěn)壓原理分析如下：當(dāng)由于某種原因致使Uo，Uo>U2+UF+UR4時，所產(chǎn)生的誤差電壓Ur'=Uo-（Uz+UF+UR4）就令LED的IF，經(jīng)過光耦后，接收管的IE，使得控制端電流Ic，而占空比D，導(dǎo)致Uo，為而實現(xiàn)了穩(wěn)壓目的。反之，UoIFIEIcDUo，同樣起到穩(wěn)壓作用。

1N5240C的穩(wěn)定電流典型值為20mA，取R4=150Ω時只能供給6.7mA的電流，進一步增加電阻值會受到LED工作電流IF（通常為3.5～7mA）的限制。為此，另由電阻R6提供13.3mA的工作電流，使VDz的穩(wěn)定電流Iz=3.7mA+13.3mA=20mA，其穩(wěn)壓特性也得到了改善。反饋繞組電壓經(jīng)過VD3和C6整流濾波后，產(chǎn)生12V的反饋電壓，經(jīng)過IC2給TOP234Y的控制端提供偏壓。C5是旁路電容，它還與R5構(gòu)成控制環(huán)路的補償電路。

二、多路輸出的35W機頂盒開關(guān)電路

具有5路輸出的35W機頂盒開關(guān)電源電路如圖2所示。這5路電壓分別為：Uo1(+30V,100mA)，Uo2(+18V,550mA)，Uo3(+5V，2.5A)，Uo4（+3.3V，3A），Uo5(-5V,100mA)。其中，+5V和+3.3V作為主輸出，其余各路均為輔輸出。當(dāng)交流輸入電壓u=220(1±0.15)V時，總輸出功率達38.5W；若采用寬范圍電壓輸入（u=85～265V AC）,總輸出功率就降成25W，可用作機頂盒（Set-top Box）、錄像機（VCR）、攝錄像機（CVCR）和DVD中的開關(guān)電源。該電源采用3片IC：TOP233Y（IC1），光耦合器LTV817A（IC2）；可調(diào)式精密并聯(lián)穩(wěn)壓器TL431C（IC3）。為減小高頻變壓器體積和增強磁場耦合程度，次級繞組采用了堆疊式繞法。由R4和C14構(gòu)成的吸收回路可降低射頻噪聲對電視機等視頻設(shè)備的干擾。必要時還可將開關(guān)頻率選擇端（F）改接控制端（C），選擇半頻方式，以進一步降低電視機對視頻噪聲的敏感程度。

R6，R7和R8為比例反饋電阻，使5V和3.3V電源按照一定的比例進行反饋，這兩路輸出的負(fù)載調(diào)整率均可達±5%。R9和C16構(gòu)成TL431C的頻率補償網(wǎng)絡(luò)。C17為軟啟動電容，取C17=22μF時可增加4ms的軟啟動時間，再加上本身已有10ms的軟啟動時間，總共為14ms。其余各路輸出未加反饋，輸出電壓均由高頻變壓器的匝數(shù)比來確定。因-5V電源的輸出功率很低，現(xiàn)通過電阻R2和穩(wěn)壓管VDz2進行電壓調(diào)節(jié)。R9是+30V輸出的假負(fù)載，它能降低該路的空載及輕載電壓。鑒于5V，3.3V和18V電源的輸出功率較大，三者都增加了后級LC濾波器（L3和C9，L4和C11，L2和C7），以減小輸出紋波電壓。

TOP233Y具有頻率抖動特性，這對降低電磁干擾很有幫助。另外，再合理地選擇安全電容C15和EMI濾波器（C6，L1）的元件值，就能使開關(guān)電源產(chǎn)生的電磁輻射達到CISPR22（FCCB）國際標(biāo)準(zhǔn)。將C15的一端接U1的正極，能把TOP233Y的共模干擾減至最小。須要指出，C15和C6都稱作安全電容，區(qū)別只是C15接在高壓與地之間，能濾除初、次級耦合電容產(chǎn)生的共模干擾，在IEC950國際標(biāo)準(zhǔn)中稱之為“Y電容"。C6則接在交流電源進線端，專門濾波電網(wǎng)線之間的串模干擾，被稱作“X電容”。

為承受可能從電網(wǎng)線竄入的雷擊電壓，在交流輸入端還并聯(lián)只標(biāo)稱電壓U1mA=275V的壓敏電阻器VSR。U1mA表示當(dāng)壓敏電阻器上通過1mA的直流電流時，元件兩端的電壓值。

三、5V和3.3V輸出的17W PC待機電源