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针对大功率LED应用的低成本电源研究
来源:本站整理  作者:佚名  2009-07-20 09:53:36



这种电源的大多数电路与采用次级调节的电源相同,但反馈回路完全不同。 

如前所述,反馈来自对FPS供电的同一个变压器绕组。该电压经D3整流,加在产生芯片VCC的R2/C7,以及对反馈电压进行滤波的R4/C4上。一般来说,反馈信号也可取自C7。但由于需要相当大的电容来支持启动电流消耗,最好采用具有不同时间常数的附加通道。齐纳二极管D7为用作误差放大器的Q1提供基极电流。如果VCC和输出电压同时增大,该晶体管的基极电流也将增大,而这会降低FPS反馈引脚上的电平,这类似于采用光耦合器反馈的电源。 

至此,电源还工作在恒压模式,如何将其变成电流源呢?如果分析连续导通模式下反激开关的输出电流与峰值MOSFET电流之间的关系,就可知道:要得到恒定的输出电流,峰值MOSFET电流必须与输出电压Vout成正比,与输入电压Vin成反比。在非连续导通模式下,漏电流必定与Vout的平方根成比例,并在理论上与Vin无关。 

电源中所采用的FPS功率开关FSQ0170RNA有一个名为“ILim”的非同步输入,这个输入有助于构造初级调节电流源,可以设置MOSFET的最大峰值漏电流。方法是在这个输入引脚上接上一个电阻或从该引脚吸取一定的电流。如果电阻接在这个引脚上,峰值漏电流就不会超过某一设定值。

借助图3可以解释该电流源的原理。从图中可清楚地看出,只需增加一些成本最低的无源部件,就可将这个恒压PSR电源变成电流源。

 图3:采用初级调节实现的恒流输出电源。
采用初级调节实现的恒流输出电源。

在该电路中,VCC绕组正负电压都经D5整流,且各自都经一个R/C滤波电路(分别为R3/C5和R4/C4)进行滤波。经过C4的正极部分正比于输出电压,而经过C5的负极部分与电源的输入电压有关,相对于初级侧接地为负。只要负载电流小,D7、R8、R9和Q1构成的调节回路的工作方式与图2中的一样。与图2不同的是,R8没有连接到初级接地上,而是连接到C5的电压负极。只要电源工作在电压模式下,包括D7阴极的节点处电压就几乎等于Q1的基极电压VBE,且只有很小的电流从引脚4流过R7。当负载电流增加,初级侧的峰值电流也将增加,当达到主要由R5决定的初级侧最大峰值电流时,输出电压开始下降,这也会使D7阴极的电压下降;而流过R7的电流将会增加,这是MOSFET峰值电流进一步下降的结果。恰当选择R7,这个峰值电流就能正比于输出电压,而输出电流就几乎是恒定的。R6用于补偿输出电流随输入电压增加而产生的变化。在恒流模式时,Q1处于负偏置状态,因而完全关断。在恒压电源中,这意味着出现了故障,VFB引脚上的电压将增加到6V,器件将关断。为了防止这种情况发生,在电路上增加了R10。 

由于电流源的输出电压会随负载显著变化,因而VCC绕组的电压也会显著变化。因此,必须恰当选择绕组匝比,使芯片电源电压高于FPS在最小输出电压下的欠压锁定电平。由于VCC电压范围可能较宽,必须增加齐纳二极管D6,以防止芯片进入过压关断状态。

图4:图3所示电源的V-I特性。
图4:图3所示电源的V-I特性。

图3所示为LED镇流器示意图,能够在欧洲市电输入情况下输出700mA标称电流来驱动3到5个大功率LED。图4所示为输出特性,在极小负载电流下,电压升得很高,这在PSR电源中很常见,在中等到较高电流范围,电压相当恒定。这个问题不是LED镇流器的兴趣所在,更重要的是,在恒流模式下负载电流在宽泛的输出电压范围保持恒定。

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