基于BUCK-boost拓扑的25W非离调光LED驱动电源的设计

LED作为第四代光源，具备了高效照明的一切特点，我们国家为了扶持LED产业，制定了相关扶持政策。目前，我们国家正在实施“国家半导体照明工程”和“十城万展”半导体照明应用示范项目，以促进我国LED照明产业的快速发展。其中，LED驱动电源作为LED灯的重要组成部分，它直接关系到 LED的使用寿命和使用寿命。 课题主要讲述了LED驱动电源的基本电路组成所需要的元器件构成，BUCK-boost电路基本的工作原理以及采用单片机控制的电源0-10V模拟调光控制电路工作原理。由此设计的驱动开关电源的工作电压范围为90V-300V AC，输出电压范围为50V-62V DC。电源主电路为BUCK-boost电路，所采用的模块为峰值输出电压控制器，并采用了PWM的调控方式，从而做到了空载保护、带载过高保护、输入电压过高保护、短路保护及恒流输出等功能。此LED驱动开关电源对供电工作的稳定性极强，抗干扰功能强，输入电流范围大，输出电流平稳等。 【BUCK-boost拓扑详解】 BUCK-boost拓扑是一种常见的DC-DC转换器结构，能够实现升压或降压的功能。在LED驱动电源中，BUCK-boost拓扑能够灵活调整输出电压，以适应不同的LED串连接需求。其工作原理是通过控制开关元件（通常是MOSFET）的导通和截止时间，改变电感器中的电流流向，从而改变输出电压。在降压模式下（BUCK），电感器在开关元件导通时储存能量，而在截止时释放能量到负载；在升压模式下（BOOST），则相反。这种拓扑结构的优点在于可以覆盖宽输入电压范围，同时提供稳定的输出电压。 【非隔离调光LED驱动电源设计】 非隔离调光LED驱动电源与隔离型相比，省去了隔离变压器，简化了电路设计，降低了成本。本文中提到的0-10V模拟调光控制电路是常见的调光方式，通过0-10V的模拟信号来调节LED的亮度。这种调光方式直接作用于驱动电源，无需经过额外的隔离电路，从而提高了系统的效率和响应速度。非隔离设计的驱动电源虽然简单，但仍然需要考虑安全问题，特别是在高压输入的情况下。 【PFC电路的应用】 功率因数校正（PFC）电路用于改善电源的功率因数，减少对电网的谐波污染。在LED驱动电源中，PFC电路通常采用主动式PFC，通过调整输入电流波形使之与输入电压相位接近，从而提高功率因数。这不仅有助于提高电源效率，还有利于降低能源损耗，符合绿色能源的要求。 【电源保护机制】 文中提到的电源设计包含了多种保护机制，如空载保护、带载过高保护、输入电压过高保护和短路保护。这些保护功能确保了电源在异常情况下的安全运行，延长了LED和驱动电源的寿命。例如，空载保护防止在无负载时电源持续工作导致过热，而短路保护则可以在输出端发生短路时立即切断电源，防止设备损坏。 【效率与可靠性】 尽管设计的电源体积小、重量轻，但其效率和可靠性并未妥协。通过采用BUCK-boost拓扑和非隔离调光技术，电源能够在保持高效率的同时，提供稳定的电流输出和良好的负载调节能力。低脉动的输出电流有助于减少LED的闪烁现象，而宽输入电压范围则适应了不同电源环境。 【应用场景与前景】 非隔离开关驱动电源因其高效、可靠、低成本和易于调光等特点，在LED照明领域具有很高的应用价值。随着LED技术的不断发展和市场需求的增长，这种驱动电源设计有望在家居照明、商业照明以及工业照明等领域广泛应用，展现出良好的市场前景。