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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是特性敏感的半导体器件,又具有负温度特性,因而在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护,从而产生了驱动的概念。LED器件对驱动电源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白炽灯泡,可以直接连接220V的交流市电。


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阈值(約2V),即通常所說的導通電壓之後,可近似認爲,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通常爲2~4V。


由于LED的光特性通常都描述爲電流的函數,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的正向壓降變化範圍比較大(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,並且影響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驅動電路圖驱动方式

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,在電壓變化範圍大的應用中,其效率比較低;而在電壓變化範圍比較小的應用中,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幹擾,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,为了方便分析,我把它分成几个部分来讲,尽量分的细一点来讲,如下:

1:輸入過壓保護---主要是雷擊或者市沖擊帶來的浪湧)


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産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、 输入过压保护电路

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,當後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)限流後進入整流橋,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(這裏主要是指尖峰浪湧,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,使後面的電路停止工作,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、 整流滤波电路

当+48V电压进入整流桥D1时,输出一个上正下负的直流电压(这里我要说明一下,如果+48V是交流的那么直接整流,如果+48V电源本身也是直流的,那整流桥的作用就是对输入起到的是极性保护作用,无论输入是上正下负还是上负下正都不会损坏驱动电源)通过C1\C2\L1进行滤波,这是一个LC Π型滤波电路,目的是将整流后的电压波形平滑的直流电。


3、 箝位吸收电路

这个箝路电路存在的理由其实就是保护IC里面的MOS管,其过程为--整流滤波以后的电压分成2路,一路通过变压器绕组后进入IC TK5401的第7、8脚,这个我们等下在后面来讲,先看箝位这一路,这路是通过R1、C3、D2然后也连到7、8脚,这个R1、C3、D2就组成了一个简单的箝位电路,主要功能就是用来吸收尖峰和浪涌的,这和刚才输入那个MOV1是不一样的,MOV1主要是防止打雷或者市电冲击起到保护作用,这个箝位它的功能是吸收变压器T1绕组两端的反向电动势,以消除自激振荡,说白了就是快速复位的意思,为变压器进入下一个周期做好准备。


因爲如果變壓器得不到複位就會飽和,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(就是感應電動勢爲上正下負時)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裏頭的MOS管不被尖峰擊穿而損壞。


4、 IC工作原理

這裏面的變壓器,根據它的同名端判斷爲反激式工作方式,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,這裏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後通過變壓器繞組然後進到IC的7、8腳,這個7、8腳就是IC裏面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

變壓器工作以後,次級就會輸出一個電壓通過D4整流,C8和L1進行濾波,然後給LED燈進行供電,這裏的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,最後講一下這是怎麽實現恒流的,順便先講了一下這個IC的每個引腳功能,8腳爲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接到那裏去了?另一端PC817是不是和輸出電路R4兩端相並聯了,這個R7在這裏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,那麽並連到R4兩端的PC817也會有電壓並且開始導通,導通後副邊的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,上升以後與IC裏面的基礎電壓相對比,然後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後,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範圍內變化.


4、要限制LED的使用數量,因爲它有最大承受電流及電壓值.


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