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LED路燈開關電源設計設計方案

來源:
2024-09-30
類別:LED應用
eye 10
文章創建人 拍明芯城

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LED路燈開關電源的設計方案需要綜合考慮多個因素,包括LED的工作特性、輸入電壓的處理、輸出電壓的穩定性和效率等。以下是一個詳細的LED路燈開關電源設計方案:

一、總體設計思路

  1. 輸入電壓處理

    • LED路燈開關電源通常使用交流電源,如220V交流電。

    • 輸入電壓首先通過整流電路,將交流電變為直流電,形成整流輸出。

    • 接著,通過濾波電路消除直流輸出中的紋波成分,使輸出電壓更為穩定。

  2. 輸出電壓調整

    • 使用變換電路(如DC/DC變換器)對直流電壓進行轉換和調整,形成適合LED工作的電壓。

    • 通過開關管進行開關調控,以一定的頻率和占空比調節輸出電壓的大小。

  3. 恒流控制

    • LED路燈是低電壓、大電流的驅動器件,其發光強度由流過LED的電流決定。

    • 因此,需要設計恒流電源,以保證大功率LED使用的安全性,同時達到理想的發光強度。

  4. 保護電路

    • 設計過溫、過流、短路、開路等保護電路,確保LED路燈在異常情況下能夠安全地工作。

二、具體設計步驟

  1. 整流電路

    • 使用二極管整流橋將交流電轉換為直流電。

  2. 濾波電路

    • 在整流電路的輸出端加入濾波電容和電感,消除紋波成分。

  3. 變換電路

    • 選擇合適的DC/DC變換器類型,如隔離式DC/DC變換器。

    • 根據實際需求,選擇正激式、反激式、半橋式、全橋式或推挽式等變換形式。

    • 在本設計方案中,考慮到輸入電壓的變化和輸出功率的要求,選擇反激式DC/DC變換器。

  4. 開關調控

    • 設計PWM控制電路,采用電壓電流雙環控制,實現對輸出電壓的調整和輸出電流的限制。

    • 反饋網絡采用恒流恒壓器件和比較器,通過光電耦合器將反饋信號送給PFC器件。

  5. 恒流控制

    • 使用恒流控制器件(如TSM101)調節輸出電壓和電流,使之穩定。

    • 通過采樣電阻對電源輸出的電壓和電流進行采樣,將采樣信號送到比較器進行比較,產生電壓反饋信號。

    • 根據反饋信號調整開關管的狀態和占空比,實現恒流控制。

  6. 保護電路

    • 設計過溫保護電路,通過溫度傳感器監測LED路燈的溫度,當溫度過高時切斷電源。

    • 設計過流保護電路,通過采樣電阻監測電流大小,當電流超過設定值時切斷電源。

    • 設計短路和開路保護電路,確保在異常情況下LED路燈能夠安全地工作。

  7. PFC電路

    • 設計有源功率因數校正(PFC)電路,提高功率因數并降低諧波干擾。

    • 選擇合適的PFC控制器件(如L6561),設計相應的控制電路。

三、測試與驗證

  1. 電源模塊測試

    • 在電源模塊裝完后,加上負載,用示波器對關鍵點進行測試。

    • 檢查整流橋的輸出電壓、濾波后的直流電壓、變換后的輸出電壓等是否符合設計要求。

  2. LED路燈測試

    • 將設計好的開關電源連接到LED路燈上,進行實際測試。

    • 檢查LED路燈的發光強度、穩定性以及保護電路是否有效。

  3. 效率測試

    • 測量輸入功率和輸出功率,計算功率轉換效率。

    • 根據測試結果對電路進行優化和調整,提高功率轉換效率。

四、結論

本設計方案采用有源PFC功能電路設計的室外LED路燈電源,內置完整的EMC電路和高效防雷電路,符合安規和電磁兼容的要求。通過整流、濾波、變換和開關調控等過程,將輸入電壓轉換為適合LED工作的電壓。通過控制開關管的開關狀態和頻率,提供穩定的輸出電壓和恒流控制。整機元件較少,電路簡單,功率因數高,效率高,能夠很好地滿足LED路燈的使用需求。

責任編輯:David

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