基于LLC谐振的多路输出LED路灯恒流驱动电路.pdf

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h70 梁国辉笔:基于LIC谐振的多路输出LED路灯恒流驱动虍路 2011年 3.2L.LC谐振变换部分 3.3.2恒流网终参数计算 LLC谐振变换部分是IED路灯恒流驱动电路 在恒流网络的设计过程中,网络的参数计算是 的核心部分。如图5所示,采用1.599作为开关控一个核心环节。如何使输出电流更加稳定,是必须 制器。设计谐振频率为100kHz,最大开关频率考虑的关键问题。如图s所示采用改进的应用电 为120kHz。通过计算,得出LIC谐振网络的主要路,使LED的平均电流在输入和输出电压范围内趋 技术参数;C=33nF·L=75.18pHLm=460;H。 向于更加恒定 D M L CT Di Rn 图5LLC谐振网络 Fig. 5 LLC resonant network 图6恒流输出电路 3.3驱动电路恒流输出部分 Fig. 6 Constant current output circuit 多路输出的恒流输出是IED路灯恒流驱动电 先设定电感量力L,输入电压为V 路的核心技术。LM31404是美国国家半导体推出的 最小导通时间发生在输入电压为最大值和输出 款恒压转恒流输出的芯片,能够满足多路输出亮电压为最小值时;最小关断时间发生在输入电压为 度可调的实际应用需求 最小值和输出电压为最大值时。 3.3.1工作原理 设纹波电流为ΔⅠ峰值电流为Ⅰp,取常数K= LM3404能够驱动大功率高亮度的LED阵列.1.34×100则: L.M3404输出电流可达刭1A,最大输入电压可达 L×△i 到75V。只要串联二极管的组合正向电压不超过 最高输出电压,芯片可以使流过任意数量串联的 计算最小导通时间 R。K LED的稳定电流保持不变。 (2) LM:4o4采用恒定导通时间控制模式,无需外 计算最小关断时间: 接环路补偿,其输入电压可为6~75V,提供独立的 PWM调光端口,且有过流保护、欠压保护、过热保 tofimain-t (3) V oaTmaN 护等功能。芯片鳖体具有效率高、电路简单、成本低 计算出的最小导通时间和最小关断时间均满足 等特点 要求。再计算电路中的采样电阻 LM3A404设计的重点是控制流过负载的电流 .2×「 而不是负载上的电压。随着LED上的电流流过采 R Ir×L V×t V。x 样电阻在采样电阻上会产生一个电压降V,这个 电压与芯片内部200m的参考电压V进行比较。4测试结果 当V低于V时,比较器的输出使功率 MOSFET 导通。功率管的导通时间由外接电阻R决定。 设计一个输出功率为150W、输出电流为0.62 LM3404中集成了PWM波调光的控制功能 A的测试样板。测试样板的主要技术参数为:1) 在实际应用中,可以通过调节LM3404的DM端口LLC谐振网络C,=33nF、L=75.18pH、Lm=460 中PWM波的占空比进行调光。在设计过程中,利phH,2)恒流网络Rm-0.332、L-220pH。测试 用单片机产生占空比可调的PWM波,把PWM波样板采月双层比CB工艺制作,如图7所示 加到LM3404的DM端进行亮度调节。 根据图8所示的测试原理进行测试,得到恒流 C)1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouseAllrightsreservedhttp:/www.cnki.net 第5期 梁国辉笔:基于LIC谐振的多路输出LED路灯恒流驱动电路 E71 特性曲线和效率测试曲线,如图9和图1C所示。恒 如图氵所示,恒流特性测试结果表明:在不同的 流特性测试是在1冫5V、20V、250V输入电压下输入电压下·怛流特性趋势大致相同,电流波动在 分别调节电子负载的蝓出电压,从而得到恒流测试士5%之内;在同一输入电压下,输出电流随输出电 曲线。效率测试是在输入电压为175V、220V、25C压的增大而減小。这主要是因为恒流网络采样电阻 条件下分别调节电子负载的输岀电压.利用功率的阻值随输出电压的变化而变化,而测试样板的采 计得到输入功率,白电子负報得到5路输岀的总功样电阻峘定不变。 率,从而得到效率測试曲线。 如图10所示,效率测试结果表明:在满负载工 作时,效率能够达到90%;在半功率输出时,效率能 够达到80%。测试样板基于LLC诣振网络,能够 实现开关的软启动和软关斷,有效地减少了开关损 叫山a 耗提高了整机的工作效率。 图7采用双层PCB工艺制作的测试样板 结论 Fig. 7 Test board based on double-layer PCB 功率计 OutI 本文提出一种基于LIC谐振拓扑的多路输出 电流表 Outl- 亮度可调大功率LED路灯照明驱动电路。采用 w Out2 计电 I.IC谐振网络,有效地减小了功率器件的损耗,提 压 Out3+ 电子负载 Our. 高了在多路输出ⅠED驱动电路中的整机效率。在 Outd 恒流网络中,通过优化拓扑结构,优化了恒流特性 Out- Outs 减弱了输岀电压对输岀电流的影响,使揄出电流在 Ours 全f 负载范围内更加趋于恒定 图8测试原理 参考文献 Fig. 8 Schematics of test circuit 0.64 L1 Fairchild Semiconductor Corporation. Half-bridge LL. C 0.63 resonant converter design using FSFR-series Fairchild 062 power switch[Z]. Application Note AN-4151 061 [2 ST Seniconductor. LLC resonant half bridge converter 0.6 059 175V design guideline Z. Application Nole AN245) 058 220V [3 ST SemicondUctor. Advanced transition mode PFC 057+-250V controller [7, I 156. Datasheet. 056 L4 ST Semiconductor. High voltage resonant controller 24283236404448 [Z. L6599 Datasheet I5 National Semiconductor, I (A constant current buck 图9恒流测试曲线 regulator for driving high power LEDs LZ]. LM3104 Fig. 9 Measured constant current curve Datasheet 0.95 0,9 作者简介 三0.85 梁国辉(198-),男(汉族),山东聊城 人.硕士研究生,主要从事开关电源系统设 0.8 175V 220V 计和模拟集成电路的研究设计 0.75 250V 罗萍(1958—),女(汉族).四川成都 0.7 人,教授,博士生导师,主要从事智能功率 24283236404448 集成电路与系统的研究 图10效率测试曲线 罗佳慧(1936—),女(汉族),四川成都 Fig, 10 Measured efficiency curve 人,教授,主要从事新型功率器件和材料的 研究 C)1994-2012ChinaAcademicJournalElectronicpUblishingHouseAllrightsreservedhttp:/www.cnki.net

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