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                            深析mos管led驅動電路圖及原理-led驅動方式-LED驅動電源解析-KIA MOS管

                            信息來源:本站 日期:2019-04-03 

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                            mos管led驅動電路圖

                            led驅動

                            mos管led驅動電路圖,LED是特性敏感的半導體器件,又具有負溫度特性,因而在應用過程中需要對其進行穩定工作狀態和保護,從而產生了驅動的概念。LED器件對驅動電源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。


                            mos管led驅動電路圖


                            mos管led驅動電路圖


                            mos管led驅動電路圖


                            mos管led驅動電路圖原理

                            mos管led驅動電路圖原理如下:

                            正向壓降(VF)和正向電流的(IF)關系曲線,由曲線可知,當正向電壓超過某個閾值(約2V),即通常所說的導通電壓之后,可近似認為,IF與VF成正比。見表是當前主要超高亮LED的電氣特性。由表可知,當前超高亮LED的最高IF可達1A,而VF通常為2~4V。


                            由于LED的光特性通常都描述為電流的函數,而不是電壓的函數,光通量(φV)與IF的關系曲線,因此,采用恒流源驅動可以更好地控制亮度。此外,LED的正向壓降變化范圍比較大(最大可達1V以上),而由上圖中的VF-IF曲線可知,VF的微小變化會引起較大的,IF變化,從而引起亮度的較大變化。


                            LED的溫度與光通量(φV)關系曲線,由下圖可知光通量與溫度成反比,85℃時的光通量是25℃時的一半,而一40℃時光輸出是25℃時的1.8倍。溫度的變化對LED的波長也有一定的影響,因此,良好的散熱是LED保持恒定亮度的保證。

                            所以,采用恒壓源驅動不能保證LED亮度的一致性,并且影響LED的可靠性、壽命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驅動。


                            mos管led驅動電路圖驅動方式

                            通過線性穩壓器來轉換電壓會面臨功耗問題,這種方式比較適合用于需要回避噪聲(比如汽車音響)因而不能采用開關方式的轉換電路中。而開關方式的特點是轉換效率非常高,但它也有噪聲的問題,所以選擇何種轉換方式取決于何種應用。


                            通常,電荷泵驅動方式的效率會隨著輸入電壓的變化而變化,在電壓變化范圍大的應用中,其效率比較低;而在電壓變化范圍比較小的應用中,只有當輸入和輸出電壓之間是整倍數關系時,它的效率才能達到最大,但這在電池供電的實際應用中很難達到。反觀電感的轉換效率不太受電壓干擾,應用限制也比電荷泵要少。


                            mos管led驅動電路圖分析

                            mos管led驅動電路圖分析,為了方便分析,我把它分成幾個部分來講,盡量分的細一點來講,如下:

                            1:輸入過壓保護---主要是雷擊或者市沖擊帶來的浪涌)


                            2:整流濾波電路---將交流(或者是直流)變成直流的過程


                            3:箝位電路---------主要是吸收變壓器工作時產生的尖峰和反向電動勢


                            4:IC工作過程--------主要是IC的供電原理,變壓器的工作方式,電壓變換過程。


                            5:輸出整流---------將交流再次變成平滑理想的直流電壓過程


                            6:恒流原理---------電路中穩定輸出電流控制過程分析


                            1、 輸入過壓保護電路

                            首先電壓從“+48V、GNG”兩端進來通過一個R1的電阻(這個電阻的作用就是限流,當后面的線路出現短路時,R1流過的電流就會增大,隨之兩端壓降跟著增大,當超過1W時就會自動斷開,阻值增加至無窮大,從而達到保護輸入電路+48V不受到負載的影響)限流后進入整流橋,另一方面R1與旁邊的MOV1構成了一個簡單過壓保護電路,MOV1是一個壓敏元件,是利用具有非線性的半導體材料制作的而成,其伏安特性與穩壓二極管差不多,正常情況顯高阻抗狀態,流過的電流很少,當電壓高到一定的時候(這里主要是指尖峰浪涌,如打雷的時候高脈沖串通過市電串入進來),壓敏MOV1會顯現短路狀態,直接截取整個輸入總電流,使后面的電路停止工作,這時候,由于所有電流將流過R1和MOV1,因R1只有1W的功率,所以瞬間可以開路,從而保護了整個電路不被損壞。


                            2、 整流濾波電路

                            當+48V電壓進入整流橋D1時,輸出一個上正下負的直流電壓(這里我要說明一下,如果+48V是交流的那么直接整流,如果+48V電源本身也是直流的,那整流橋的作用就是對輸入起到的是極性保護作用,無論輸入是上正下負還是上負下正都不會損壞驅動電源)通過C1\C2\L1進行濾波,這是一個LC Π型濾波電路,目的是將整流后的電壓波形平滑的直流電。


                            3、 箝位吸收電路

                            這個箝路電路存在的理由其實就是保護IC里面的MOS管,其過程為--整流濾波以后的電壓分成2路,一路通過變壓器繞組后進入IC TK5401的第7、8腳,這個我們等下在后面來講,先看箝位這一路,這路是通過R1、C3、D2然后也連到7、8腳,這個R1、C3、D2就組成了一個簡單的箝位電路,主要功能就是用來吸收尖峰和浪涌的,這和剛才輸入那個MOV1是不一樣的,MOV1主要是防止打雷或者市電沖擊起到保護作用,這個箝位它的功能是吸收變壓器T1繞組兩端的反向電動勢,以消除自激振蕩,說白了就是快速復位的意思,為變壓器進入下一個周期做好準備。


                            因為如果變壓器得不到復位就會飽和,這樣就會失去感抗,這個R1和C3就組成了一個RC充放電回路,用來反向積累的電動勢,D2主要是隔離作用,就在變壓器在正半周的時候(就是感應電動勢為上正下負時)使整過環路處于斷開狀態,而等變壓器進入負半周時,給箝位電路提供通路,快速將電動勢環路處于斷開狀態,而等變壓器進入負半周時,給箝位電路提供通路,快速將電動勢釋放,從而達到保護IC里頭的MOS管不被尖峰擊穿而損壞。


                            4、 IC工作原理

                            這里面的變壓器,根據它的同名端判斷為反激式工作方式,就是變壓器的初級和次級的相位是相反的,在同一時間,兩者相關180度,目前也有正激式的,那就是同頻同相,這個將來有機會了我再和大家具體分享;


                            我們還是回到這個IC問題上面來,這個IC有8個腳,這里我邊講邊介紹它引腳的功能,我們接著剛剛那個說的那個整流濾波后通過變壓器繞組然后進到IC的7、8腳,這個7、8腳就是IC里面MOS管的“D極”也叫漏極(相當于以前NPN三極管或者開關管的集電極),另外接地的是“S極”也叫源極,整過電源電壓的變換都由D極”和S極兩個引腳的接通和斷開來實現。


                            5、輸出整流電路

                            變壓器工作以后,次級就會輸出一個電壓通過D4整流,C8和L1進行濾波,然后給LED燈進行供電,這里的L1除了能夠濾波,還有續流的作用,就是保持輸出電流的一致性,正是利用電感中的電流不能突然這一特性。


                            6、恒流電路

                            它的工作過程,最后講一下這是怎么實現恒流的,順便先講了一下這個IC的每個引腳功能,8腳為MOS輸入端,6腳是空腳,5腳外接的電容是振蕩電容,它的容量直接決定了RC時間常數,就是充放電時間,一般充電MOS管是接通時間,放電是斷開時間,第4腳是電壓檢測腳,通過對第4腳的電壓值控制輸出脈沖的占空比,把引腳說完了就重點講第4腳;第3腳接地端,第2腳是IC供電腳,第1腳外接的電阻和第5腳的電容組成了RC電路,給IC內部提供振蕩源,脈沖的充放電時間常直接由這個電阻和電容決定。


                            我們現在來重點講第4腳,大家看4腳外接的光耦M101B接到那里去了?另一端PC817是不是和輸出電路R4兩端相并聯了,這個R7在這里是起到檢測電流的作用,根據電壓=電流*電阻的原理,這個電流越大,R4兩端的電壓就會越大,這樣說大家應該明白吧?電壓越大,那么并連到R4兩端的PC817也會有電壓并且開始導通,導通后副邊的M101B也會跟著導通,就是它內阻下降,這樣一來第4腳的電壓就會上升,上升以后與IC里面的基礎電壓相對比,然后會直接輸出一個信號使MOS管提成關斷,從而達到恒流目的。


                            LED驅動電源主要有恒壓式和恒流式

                            (1)恒壓式:

                            a、當穩壓電路中的各項參數確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;


                            b、恒壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路。


                            c、以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;


                            d、亮度會受整流而來的電壓變化影響。


                            (2)恒流式:

                            1、恒流驅動電路驅動LED是很理想的,缺點就是價格較高.


                            2、恒流電路雖然不怕負載短路,但是嚴禁負載完全開路.


                            3、恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內變化.


                            4、要限制LED的使用數量,因為它有最大承受電流及電壓值.


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