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LED开关电源简介

2016年12月10日 09:51 分类:技术交流

 前几天在论坛发的,为了方便管理,我把它移到这里。

经常会遇到一个这样的问题。“你会做开关电源吗?”我说LED驱动不就是开关电源吗!他说不驱动是开关电源。是市面上那种恒压的开关电源吗?对对!估计是厂家还有些恒压的电源需要开发。问这个问题的是老板可以理解,可是也有不少主管技术的工程这样问。
  因此觉得有必要解释一下开关电源。就目前主流技术来说开关电源都是通过PWM信号控制功率开关期间的导通与截止,再由闭环控制回路反馈对PWM信号的占空比(PWM)或则输出频率(PFM)进行过调节以达到控制输出电流或电压的目的。不论那种拓扑的电源都是。其中信号采样就是这个闭环控制回路的一个主要部分。信号采样的模式有电压采样和电流采样两种。只有电压采样控制环路的开关电源我们称之为恒压型开关电源,只有恒流控制环路的开关电源我们称之为恒流开关电源,较为现代一点的电源同时具备电压和电流采样环路的电源。因此LED驱动也即开关电源。如果作为一个电源工程师,会做LED驱动,却不会做开关电源。哪还叫工程师?
  LED驱动主要是以恒流为主,那么LED驱动实际上就是恒流型开关电源了,早期是这样。但由于没有电压控制环路的调节,在轻载状态下LED驱动电源的输出电压不受控制,输出电压很自由会很高。所以经常烧掉LED。出现烧LED的情况后,对LED电源控制环路进行了改进,也就是增加了电压采样反馈。这样当负载消耗电流小于设定的恒流电流电流时电源工作在恒压模式。因此目前主流LED驱动恒压和恒流都具备。插个题外话。记得在2011年CNLEDWl论坛有人提到恒压横流驱动电源一说法,被众人攻击,说是哪有恒压恒流电源这样一说法。只能说这些太不能接受新生实物了,以前没有现在不可以有吗?有这种固步自封的思维还要攻击别人。 
不跑那么远了。既有恒流环路又有恒压环路他们不冲突吗?它们是怎样共存的?实际上他们是以逻辑或的关系存在,不可能同时起作用。也即或工作在恒流模式或工作在恒压模式。当负载回路消耗的电流大于或等于设定的恒流值时工作在恒流模式,输出设定的恒流电流值。当负载消耗的电流小于电源设定的恒流电流时,无法检测到标定的采样信号恒流失效。此时电压会上升,当电压上升到恒压设定值时,恒压采样信号提供给控制环路一个控制信号,进入恒压控制模式。电源工作在这个恒定电压点上。
但是这样还是会有问题存在,有的设计师为了兼容大范围的LED工作电压工作,从而将这个控制点设的太高,导致在带低电压负载是电压超过LED击穿电压而损坏LED。同时因为电源控制环路的增益问题及电源功率范围的限制。这样势必导致电源不稳定。这样就迫使做PSR电源IC厂家增加了一个过压保护(
OVP)功能。这样做的好处就是当电源超出设计功率范围或电压范围时关闭电源输出,防止在负载不正常或损坏的情况下继续供电。但是会定期输出以检测负载是不是有恢复正常或更换。这样就出现了我们常说的打嗝现象,这对LED负载接反的情况有和好的保护作用。但是对后级增加于调光控制有很大影响。因为如果在后级增加PWM调光电路后,当PWM信号处在关闭阶段电源势必进入恒压甚至冲击OVP,导致电源停止输出。这也是我认为IC加入OVP功能的弊端。
最后解释一下我前面提到的 占空比环路控制和输出频率控制环路的区别。PWM环路控制就是在电源工作频率保持不变的情况下,根据控制环路提供的反馈信号对占空比进行调整。PFM
环路控制就是在电源工作导通时间维持不变的情况下,根据控制环路提供的反馈信号对工作频率进行调整。

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