一种长寿命LED驱动电路设计方案[2]

　　3.1.2 整流桥二极管的选择

　　整流桥二极管的电压应力为：

　　考虑裕量，选用HD06(VR = 600V，IFAN=0.8A)。

　　3.2 高频反激变压器的设计

　　3.2.1 变压器的参数的设计

　　(1)使用90Vac 输入电压和9 串负载做为最差工作条件来设计。

　　3.2.2 变压器的仿真

　　如图5 所示，变压器工作在DCM 条件下原边与副边的电路电流波形图。从图中可以看出原边电流Ipm 与副边电流Ism 的值总是在从0 开始增加，变压器工作在此状态可以保证能量的基本完全传递。

　　3.3 输出电路的设计

　　如图6 所示。输出电路由整流二极管D4，滤波电容C9，C10 和稳压管D5 组成。

　　3.3.1 输出整流二极管的选择输出整流二极管D4 的选择标准：额定电压应大于1.5 倍的输入电压，额定电流应当大于2 倍的输出电流，反向恢复时间小于100ns.综上所述，D4选择为MB220，其参数为：200mA，100V，trr=50ns。

　　3.3.2 输出电容的选择

　　如图6 所示，C9 和C10 是输出滤波电容，由于输出负载是LED 串，根据LED 的伏安特性，LED 正向导通电压的较小的波动，都会导致LED 导通电流较大的变动，因此要控制输出的纹波电压，而且在控制环节采用电流补偿和提高开关频率的技术，使得在不增大纹波电压的情况下适当的减小输出电容值，因此这里选用的是四个22nF/50V 的电解电容并联。

　　3.3.3 稳压管的选择

　　如图6 所示，D 5 为输出电路中的稳压管，因为当开关关断的瞬间将会有反向电流流过IPD，这种反向电流将会导致器件损坏，所以应在输出电路中添加稳压管。

　　如图7 所示， 负载的电流波形图为i(p)，负载的输出电压波形图为out，从图中可以看出，输出电压稳定在27.8V，输出电流稳定在0.68A。

　　3.4 有源纹波补偿电路的设计

　　3.4.1 有源纹波补偿理论

　　因为现有的L C 滤波电路无法完全滤除纹波，而且电容量小的电容滤波效果更差，所以传统的开关电源输出波纹大，若流过LED 的电流纹波过大将不仅影响了LED 的光效，而且影响LED 的光衰，特别是电解电容由于它的使用寿命短，从而严重的缩短了开关电源和LED的使用寿命。因此，从研究小电容量入手、以输出纹波小、能量变换效率高为内容，以使用的安全性和长期性为目的，构建新型驱动电源，是十分重要的和必要的，是当前急需解决的问题，具有一定的科学性和可靠性。

　　在总结主辅补偿电路的基础上，采用线性电源对电感纹波电流进行补偿的方法，其电路结构如图8 所示。通过检测电阻R1 的电压来检测电感纹波电流，放大器输出与电感纹波电流反向的补偿电流通过电阻R5 将电感纹波电流补偿。该电路通过用电阻匹配来解决纹波电流补偿问题，容易实现;并且省去电解电容，使得电源的使用寿命能够延长。

　　3.4.2 有源纹波补偿电路的设计与仿真

　　如图9 所示，有源纹波补偿电路由三极管，运算放大器A1，A2，和电感电流检测电阻组成。其原理是通过检测电感两端的电流，通过运算放大器A1 和A2 比较后控制三极管的开关实现电流的补偿。

　　如图10 所示，图i(p)为电感输出电流，图i(e)为补偿电流，二者叠加后为输出到二极管的电流。从图中可以看出，经过补偿电路对LED 电流的补偿可以有效地减小电流波纹。

　　4.结束语

　　目前LED 驱动电路中，影响驱动电路整体寿命的主要因素是储能电容，所以本设计采用线性电源抑制输出波纹，达到减小储能电容的电容量的目的，因此可以在不增加输出波纹的情况下采用寿命长的薄膜电容取代电解电容，从而提高LED 驱动电路的整体寿命。从仿真结果来看，采用以有源纹波补偿后，电路运行稳定，各项指标满足要求，这说明此方法能够有效的提高了驱动电路的使用寿命。

编辑：Cedar