输入为工频电源的LED驱动电路
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本LED驱动电路是由RT8458驱动芯片设计的,输入为90-264VAC的工频电源。输出为输出电流为恒定:200mA(可调)。相应的电压变化范围为:24-42V.
主电路结构:Buck变换器;
输入为:90-264VAC的工频电源;
输出为:输出电流为恒定:200mA(可调)。相应的电压变化范围为:24-42V;
输入功率因数大于0.9,输出效率 90%左右;
开关频率46kHz;
电路分析:
1 U2是一个整流装置。U2的输入为交流工频电,输出为直流,同时U2应当提供一定的功率因数校正功能。使得该LED驱动器的输入功率因数在0.9以上。[!--empirenews.page--]
2 主电路是一个BUCK型DC/DC变换器。Q1为开关管,L3和C4为LC滤波器,D1为buck电路的续流二极管。ZD3为稳压管,保护输出电压不大于54V。
3 为了实现输出电流恒定,必须采用电流采样。图中R7即为采样电阻,470mohm。R7作用是将电流量转换成电压量。这里注意,RT8458芯片的地,是和MOSFET的源极共在一起的,这样做的目的是方便驱动MOSFET,不需要再加隔离。而buck主电路的地和8458的地是不一致的,原因就在于此。
4 RT8458芯片的供电端VCC。当电路刚开始启动,输出电压还未建立。此时RT8458芯片的供电由R1、R2电路提供,此时功率很小,所以R1和R2只充当提供启动电压的作用。当输出电压建立,输出电压通过D2、ZD2和R3给VCC供电。D2是为了防止电压反偏,ZD2是提供一个12V的压降,R3作为限流电阻。通过D2、ZD2和R3给VCC供电,好处就是可以降低损耗。因为输出电压和VCC电压 比较接近,而U2的输出电压和VCC电压很差很多,那么RT8458芯片需要同样多的功率,当然是电压等级比较接近的DC/DC变换方式效率高了。
5 控制回路
RT8458内部的控制示意图如上图。SENSE提供输出电流的采样电压,ACTL提供基准电压。两者作比较,通过运放进入触发器。其中,VC端即为补偿端。在图1中的,可可以看出。R4、C5、C8即构成了我们常见的PI控制。如果要调节输出电流的性能,则调节R4、C5、C8即可。
6 给出图1电路的测试结果:
60 Hz | ||||||||||
Vac [V] | Pin [watt] | Vout [V] | Iout [mA] | Pout [Watt] | Efficiency [%] | PFC | ||||
12 pcs LEDs |
264 | 7.78 | 36.4 | 184 | 6.6976 | 86.09% | 0.9231 | line regulation: | 7.65% | |
240 | 7.88 | 36.4 | 188 | 6.8432 | 86.84% | 0.9479 | ||||
220 | 7.88 | 36.45 | 192 | 6.9984 | 88.81% | 0.9647 | ||||
200 | 8.07 | 36.47 | 194 | 7.07518 | 87.67% | 0.9791 | ||||
190 | 8.11 | 36.47 | 196 | 7.14812 | 88.14% | 0.9845 | ||||
130 | 7.63 | 36.4 | 190 | 6.916 | 90.64% | 0.9939 | ||||
110 | 7.27 | 36.28 | 181 | 6.56668 | 90.33% | 0.9914 | ||||
90 | 7.6 | 36.45 | 190 | 6.9255 | 91.13% | 0.9050 | ||||
8 pcs LEDs |
264 | 5.5 | 24.32 | 185 | 4.4992 | 81.80% | 0.9283 | line regulation: | 6.09% | |
240 | 5.56 | 24.36 | 189 | 4.60404 | 82.81% | 0.9512 | ||||
220 | 5.7 | 24.41 | 192 | 4.68672 | 82.22% | 0.9675 | ||||
200 | 5.75 | 24.46 | 196 | 4.79416 | 83.38% | 0.9800 | ||||
190 | 5.77 | 24.49 | 197 | 4.82453 | 83.61% | 0.9851 | ||||
130 | 5.5 | 24.51 | 195 | 4.77945 | 86.90% | 0.9930 | ||||
110 | 5.31 | 24.53 | 190 | 4.6607 | 87.77% | 0.9900 | ||||
90 | 5.33 | 24.65 | 191 | 4.70815 | 88.33% | 0.9343 |