手把手教你分析一个LED驱动电源电路
整流滤波后通过变压器绕组然后进到IC的7、8脚,这个7、8脚就是IC里面MOS管的"D极"也叫漏极,接地的是"S极"也叫源极,整过电源电压的变换都由D极"和S极两个引脚的接通和断开来实现,就是它们工作时会一直处在接通和不接通状态,反复的接通和断开使变压器实现在电--磁-电的变换,至于它是怎么进行接通和不接通的?这个频率又是多少?下面分析一下工作过程:
①第一次变换的建立:当U1上电,通过7、8脚连通的内部启动电路给供电,使用U1开始工作,此时U1将输出方波脉冲传递给U1内部MOS管的"G 极"也叫栅极,使D极和S极接通,这时D极和S级等电位,而S极又是接地的,等于把变压器的一端瞬间接地,从而产生回路,变压器是感性元件,电流不能突变,所以它自身会产生感抗来阻止电流突变。按照线性的曲线进行变化,慢慢上升,为了能够阻止它突然,它会产生一个与它相反的感应电压势来抑制它,这样一来,下面的绕组和次组绕组就会跟着产生电动势,从而产生电压,电—磁—电转换的机理也在于此,当然这是变压器和磁性材料本身具有的特性。
②第二次变换的建立:当变压器下面的绕组产生电动势以后(我们通常把它叫着正反馈供电绕组),通过D3整流,R3限流,再经C4滤波后分成二路进行供电,一路给U1的第2脚供电,另一路给光电耦合器件PC817供电,当第2脚开始供电时,U1内部的整个PWM供电控制系统将自动转到由正反馈绕组供电,使内部振荡电路继续工作,从而输出第2个脉冲控制信息,使MOS管开次开通,如此周而复始的使用MOS不断的处理开和关状态进而让变压器工作在电-磁-电的转换状态。图6是TK5401工作时序。图7为TK5401内部框图。
图6:TK5401工作时序
图7:TK5401内部框图
5:输出整流电路:如图8为输出整流电路。变压器工作以后,次级就会输出一个电压通过D4整流,C8和L1进行滤波,然后给LED灯进行供电,这里的L1除了能够滤波,还有续流的作用,就是保持输出电流的一致性,正是利用电感中的电流不能突然这一特性。
图8:输出整流电路
6:恒流电路:恒流电路是整个电路原理图的实质,如图8,是恒流电路的几个组成部分。
为了更清楚的说明恒流的工作,有必要重新认识这个U1。
图9:U1引脚说明
U1的每个引脚功能,8脚为MOS输入端,6脚是空脚,5脚外接的电容是振荡电容,直接决定了RC时间常数,就是充放电时间,一般充电MOS管是接通时间,放电是断开时间,4脚是电压检测脚,通过对4脚的电压值控制输出脉冲的占空比,3脚接地端,2脚是U1供电脚,第1脚外接的电阻和第5脚的电容组成了 RC电路,给U1内部提供振荡源,脉冲的充放电时间常直接由这个电阻和电容决定。4脚外接的光耦PC817,另一端PC817和输出电路R4两端相并联, R7在这里是起到检测电流的作用,根据电压=电流*电阻的原理,电流越大,R4两端的电压就会越大,电压越大,那么并连到R4两端的PC817也会有电压并且开始导通,导通后副边的RV也会跟着导通,就是它内阻下降,这样一来第4脚的电压就会上升,上升以后与U1里面的基础电压相对比,然后会直接输出一个信号使MOS管提成关断,从而达到恒流目的。
图10:恒流电路
三,总结
LED驱动电源电路图和其他用电器电源电路一样,不同的是led驱动电源可能设计图会不一样,但它的输出电流是恒定的,理想的电路是无论LED的特性曲线怎么变化,驱动电源的电流保持不变。 这是LED的伏安特性决定。作为电源工程师,我们知道LED的特性需要恒流驱动,才能保证其亮度的均匀,长期可靠的发光。LED是节能产品,驱动电源也要符合节能的要求。今天给大家分析的这个仅仅是LED的一个典型可以AC/DC输入,且可采用无电解电容驱动电路的一个案例原理,只是做了一些定性分析,有空再给大家分析LED驱动其他方面的内容。
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