LED电源具体设计 - 基于MIP553的无电解电容高亮度LED驱动电源设计方案

　　LED电源的具体设计

　　输入电路的设计

　　为了延长LED驱动电源的使用寿命，使之与LED相匹配，必须要去除电路中的电解电容。

　　电路的设计指标为：输入交流电压Vm:198-264VAC/50Hz;输出电压Vo:27VDC;输出电流Io:0.35A.

　　输入电路包括噪声滤波装置、安全保险装置以及输入整流装置，如图2所示。

　　

　　噪声滤波装置主要由电容C1/C2/C3和电感L1组成，其作用是在小于1MHz的频段内，能够减少电磁干扰（EMI）。此装置也可以链接在AC交流之后，整流装置之前，其滤波效果是一样的。安全保险装置由保险丝和ZNR1组成，保险丝主要防止有危害电路的尖峰电流产生的时候迅速切断电路以保护负载；ZNR1是浪涌吸收器，对于来自输入端的静电和浪涌进行吸收，以此来保护后面的电路。输入整流装置，是将交流电转换成直流电，输入整流桥的选择：整流桥二极管的电压应力为：

　　

　　考虑裕量，选用TSC GBL205（VR=600V，IFAN=1A）。

　　输出电路的设计

　　输出电路由基本的BUCK电路和一个稳压二极管DD1组成。如图3所示。

　　

　　BUCK变换器及其优势

　　Buck变换器又称为降压变换器、串联开关稳压器、三端开关型降压稳压器，是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离DC/DC变换器。

　　工作中的输入电流is，在开关闭合时，is》0;在开关打开时，is=0，故is是脉动的，但输出电流io在电感、二极管、电容的作用下却是连续的、平稳的。特别适合为LED提供工作电流。

　　FRD1的选择标准：额定电流大于2倍的输出电流，额定电压大于输入电压，其反向恢复时间也要在100ns以内，考虑裕量，FRD1的参数为：15A，600V，trr=50ns.用类似的方法选择T1和Cout，那么其参数分别为：T1:680μH;Cout:1μF，50V.

　　稳压二极管DD1

　　在低输入电压的某范围内，若没有像DD1的这种反向装置，那么在开关关断的瞬间将会有反向电流流过IPD，而IPD是不允许有这种电流的，因为这种反向电流将会导致IPD的损坏。

　　DD1所受到的各应力：IDD》2·Io=2×0.35=0.7A，UDD》Uo，反向恢复时间trr《100ns.考虑裕量，其选择的参数为：3A/60V/75ns.

　　保护电路

　　MIP553内置过压、过流、过热、LED短路的保护电路，但并无LED开路时保护电路的设计。LED开路时的保护电路的思想主要有稳压二极管保护、三极管保护、偏压线圈保护等，考虑到成本和结构，文中选择具有稳压二极管的保护电路。其电路图如图3所示。当LED开路时，输出电压上升，若输出电路有稳压二极管的保护电路，那么稳压二极管将LED的电压嵌位在二极管的压降之下，这样就能防止输出电容的毁坏。

　　控制电路的设计

　　控制电路由MIP553及其外围电路组成，如图4所示。

　　

　　MIP553芯片实现宽电压85~277V/AC输入，内置MOS，结构简单、稳定，可不需要电解电容，支持隔离或非隔离方案，单电源输出功率 6~30W，恒定电流输出《1A.电源具有过压、过流、过热保护功能，安全稳定性高，体积小，发热量低，电源效率≥80%，功率因数 ≥95%，THD《20%.

　　MIP553的漏极电流由引脚CL和EX控制，因此连接这两个引脚的电阻RCL、REX的设置将直接影响漏极电流的大小。最大漏极电流可由REX来确定，考虑到这个最大漏极电流要流经LED，因此设置参考值时应该注意。

　　REX=（VDD（ON）-VEXH）/IEX=（6.5-2.8）/103=36kΩ （3）

　　其中，假设输入电压100V，输出电压28V，电流：400mA，最大漏极电流设为1.0A.

　　CVDD、CEX、CCL的作用是稳定MIP553的运行、抑制外部噪声。因此，其值要选择得当。CVDD，稳定VDD的电压、抑制LED的闪烁，特性不受温度影响、不产生额外的噪声，参考标准值为1~10μF之间；CEX，抑制外部噪声进入EX引脚，其参考标准值在470~1000pF之间；CCL， 抑制外部噪声进入CL引脚，如果其值太大的话，那么pF值将会受到严重的影响，因此其值应小于1000pF。