反激式led恒流驱动电路的设计与实现

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1、反激式LED恒流驱动电路的设计与实现　　摘要本文针对LED驱动电路质量参差不齐的现状，设计了一种反激式变换LED恒流驱动电路，其输出功率为120W，输出电压为33V～37V，该电路采用串并混合连接，结合功率因数校正电路和反激式变换电路等方法来实现恒流驱动电路的设计。性能测试表明，其输出恒流效果较好，电流稳定度约2.7%，输出电压纹波低，可用于恒流驱动混联方式组成的多只LED阵列。　　关键词LED光源；反激式；恒流电路；功率因数校正；连续导通模式　　中图分类号TP3文献标识码A文章编号1674-6708（2016）161-0174-0

2、3　　LED即为发光二极管的缩写，其英文全称为LightEmittingDiode，它是在具备普通二极管性质的基础上，具有发光特质的半导体组件。在其工作过程中，LED的核心为具有单向导电性能的PN结，当给予PN结正向电压时，电能会被转化为光能，这是由于电子会由N区移动至P区，当电子与多数载流子在P区进行复合是，便会以光的形式将多余的能量释放出来。反之，当给予PN结负向电压时，少数载流子难以与电子复合，空间电荷区变宽，则没有多余的能量释放，故不能发光。通常采用发光效率、发光强度、光通量、光强分布和波长等参数来表达LED的光学特性。5　

3、　基于LED的寿命长、效率高和节能环保等特点，目前已经被广泛应用于城市照明中。结合LED的光通量与电流关系曲线，以及伏安特性曲线的分析，可以得出电流大小对其光照强度有决定性的影响，电流也对其光通量有必然的影响，所以恒定的电流条件才能获得稳定光照强度。基于此，本文对电流的恒定性进行研究，设计了一种反激式电路，其输出功率为120W，输出电压为33V～37V，该电路可以通过结合功率因数校正电路和反激式变换电路的方法来进行设计，采用串联和并联混合使用的方法，为120只功率为1W的LED照明灯提供电流输入。最终，本文建立了一种反激式LED恒流

4、驱动电路。　　1LED恒流驱动电路组成　　本文结合功率因数校正电路和反激式变换电路的理念，设计了一种恒流驱动的LED电路。它主要有220V交流电压为输入，通过EMI滤波、整波滤波、升压交变等部分组成，其中，交变电流通过EMI滤波及整流滤波后，继而进入到校正电路中对功率进行校正，而后续的反激式变换电路则进行降压交换处理，恒流控制则采用AP4310芯片为核心的电路进行，继而抽样调整，最终将稳定的恒流输入到LED光照设备中。该电路体系中，通过过流、过压以及过温3种保护方式来进行电路保护。　　2LED恒流驱动电路设计　　2.1LED负载为混

5、联方式　　如图1所示，LED负载排布为串联和并联混合使用的矩阵排布方式，对120只功率均为1W的LED灯组成。其中，串联的LED上的电流基本一致，但由于数量较多，其输出电压则会较大；采用并联方式连接是，其输出电压相对较低，但对驱动电流容量要求则相对高一些。5　　式中，I1-L表示支路电流，I0为总输出电流，L为LED的并联列数，V0为输出电压，Vi为单个LED灯的正向电压，H为单个并联支路中串联的LED灯个数，RP则表示其单个LED的电阻。　　2.2LED恒流源输入整流滤波电路设计　　如图2所示为EMI滤波及整流滤波电路，其中R1-

6、3为压敏电阻器，主要用来电路中的过电压，R4为热敏电阻，用来调整电路接通瞬间的浪通电流。而两级共轭滤波电路则由LP1-2和R5-6等部分组成，RY1-2接机。B1为整流桥，主要实现电压的直流转换。　　2.3功率因数校正电路设计　　功率因素校正的主要有单级式和双级式这两种电路的结构[1]。在这篇文章里所采用的是双极式的电路。这一功率校正电路的前级所采用的压式变换器是以OB6563这一芯片组成的，由于功率因数的大大增加，使其能够提供大概400V直流电压以确保后级电路的工作。在连续导通CCM模式的控制之下，电路控制策略是由芯片的乘法器进行

7、运算的。在这款高性能的PFC芯片，拥有着9.5V～28V的较为宽广的工作范围[2，3]，而与大电压范围对应的缺失较小的工作电流。对于其组成部分，则包含了场效应模式下的管驱动逻辑电路、零电流的检测（ZCD）处理电路以及针对总谐波分布进行优化的乘法器等，能够对电流进行逐周期的限制，并且还能够在电压不够时进行限制，在电压过高时进行保护的功能。　　2.4恒流控制电路设计5　　如图3所示为恒流控制的电路图，图中运放负反馈元件为C4～5、R6～7，Rt为热敏电阻，R13～14为电阻，其与Q3形成过温补偿电路。由图可知，其中AP4310芯片为核心

8、组成部分之一，且该芯片拥有独立的两路开环误差放大器[4，5]。在其工作过程中，通过运放1来进行电压的操控，由R11等进行输出电压LED到芯片2脚的等分压输入处理，且保持其3脚处拥有2.5V的稳定电压。对于其二极管D1的光耦，则由放大器