LED电源设计及经验汇编

电流大小，与参考点电压进行比较，输出信号通过光电耦合电路输入到控制器，产生PWM 控制信号，控制变压器的工作方式，已达到变压器恒流输出。

图1 LED 驱动电源总体设计电路

　　 部分电路设计

　　（ 1） 输入保护电路设计

　　LED 大功率灯驱动电源一般用在室外，用电环境相对比较恶劣，且外界的各种干扰容易使电源出现问题。同时，LED 灯驱动电源的故障，也容易对电网的安全造成隐患。因此，有必要在输入端设计保护电路，用来保护用电设备和电网的安全。

　　电路中有负温度系数热敏电阻，用来启动过电流保护。通过保险丝进行过电流保护。利用压敏电阻来抑制瞬变传导产生的干扰，吸收输入端的浪涌和脉冲干扰。电路中设有共模与差模干扰抑制电路，用来减小LED 驱动电源对其他用电设备的干扰，同时可以抑制外界用电设备对驱动电源的干扰。

　　（ 2） 功率因数校正电路

　　将交流220 V 市电经整流后供给负载使用，最常用的整流方式是由4 个二极管组成的整流桥将交流电变换为直流电，但是这种方法存在着一个无法避免的缺点： 由二极管和电容组成的非线性电路会产生大量的电流谐波和无功功率，造成电网的污染。这种谐波污染不仅会使电网电压发生畸变，而且还会造成用电设备的故障和损坏。另外，用电设备的功率因数越高，则有功功率所占的比重越大，设备就越节能。

　　为了提高功率因数，需要做两个方面的工作： 一方面减小输入电流和输入电压之间的相位差φ，努力使两者同相位； 另一方面，需要减小输入电流的谐波含量，采取一定的方法使输入电流的波形接近正弦波。

　　基于上述要求，可以采用安森美公司生产的MC33260 芯片作为有源功率因数控制芯片，此芯片只需要使用最少的外部元件便可以实现控制要求，可以极大地减小电感和功率开关的尺寸，降低系统的成本且功能还能达到要求。电路如图2 所示。

图2 功率因数校正电路

　　（3） RCD 缓冲电路设计

　　为了防止开关管被峰值电压击穿，通常可以采用的方法有如下两种： 一是减小漏感，二是通过设计RCD 缓冲电路吸收很高的电压尖峰能量。虽然在变压器的加工过程中将线圈缠紧并紧密地包围住气隙，然后将线圈外围包上铜箔可以有效地减小漏感； 但变压器漏感无法完全消失，因此需要设计RCD 电路对电压峰值进行吸收，电路如图3 所示。

图3 RCD 缓冲电路

　　（4） 变换电路设计

　　LED 路灯驱动电源所需的输出功率较大，需要较高的转换效率，且需要较好的调节性和较小的纹波，由于考虑到需要将LED 照明装置与电网隔离，以提高安全性，所以采用单端反激式DC-DC 变换器，这种隔离式的DC-DC 变换电路的变压器不仅具有隔离和变压的作用，还具有电感的特性，可以起到储存能量的作用，且变换器工作于连续工作模式。这种变换器特别适用于功率为100 W ~ 200 W 之间的电源，且输出电压较高，输出电流较小的场合。这种工作模式虽然会使变压器副边的二极管损耗较大，但可以减小变压器的铁芯损耗。变压器副边产生的串扰可以采用串联饱和电感的方式来进行抑制。　　（5） PWM 控制电路设计

　　DC-DC 变换器的PWM 控制原理有两种： 电压控制型和电流控制型。考虑到稳定性问题，我们采用电流控制型PWM 控制器，即NCP1230 模块（ 图4） .它是一种峰值电流控制模式的PWM 控制器，具有向前极供电的功能，在空载时关闭PFC 电路，能够提高电源的效率。这款芯片还具有周期跳频，内部斜坡电压补偿，软启动等一系列功能。

图4 NCP1230 模块PWM 控制电路

　　电路的EMC 防护

LED 灯的驱动电源受安装环境条件的影响，很容易受到电磁干扰，特别是雷击干扰。为此，驱动电

源在设计阶段就要考虑这个问题，并且要达到一定的标准。例如，防雷要求要达到D 级，线线之间电压承受± 6 kV，线地之间± 6 kV，在产品试验过程中，直流输出范围应与正常服务条件一致： DC 输出电压的波动应在± 10%以内； 在试验过程中或试验结束后，驱动电源运行时不应有报警、错误报警等等。