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全电压20W日光灯开关恒流源的特性及原理

作者:时间:2011-12-31来源:网络收藏

图 9 是环境温度变化对输出电流的影响,这个曲线是用测试数据在Origin软件上拟合的。测试数据来自 10 个图 2 所示的电路板在老化箱中,带载工作在-15OC~+75OC,步长 5OC测试的。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/168684.htm


图 9:温度-输出电流

使用说明

意:本恒流源是非隔离式结构,电路板和 LED 引脚上均带电,要严格遵守带电安全操作规则,避免发生人体触电事故!

首先检查LED板上发光管的串并结构, 每串LED必须在12~28个范围内,10~15串并联,总电流控制在260mA以内,总功率不要超过。恒流源板用2线电源线接220V 市电,L接火线,N接地线。允许市电有±15%的波动,接好LED 后再接通电源。不建议先上电再接LED,这样会损伤LED缩短使用寿命。当LED点亮后,如果电流偏离设计值,在输出回路串联一个量程大于2A的电流表,调节电路板上的电位器,可以微调输出电流。电流调好后在电位器螺杆上滴上硅胶固定,防止振动对电位器的影响。如果调电位器仍不能得到需要的电流值,也可以改变电阻R6~R9。由于散热设置是按最大输出功率设计的,因而不要随意增大输出功率。该电路板可以直接用于生产,PCB板的 Gerber 文件可在 PowThch 网站上直接下载或向应用系统部索取,省去设计的时间和费用。

注意事项

电子稳压器

给U1供电的电路名叫倍容式纹波滤波器,是有效的电源净化器,它具有电容倍增式低通滤波器和串联稳压调整器双重作用,也叫 ACR (Amplificatory Capacitance Regulator)电路。在射极输出器的基极到地接一个电容 C4,由于基极电流只有射极电流的 1/(1+β),相当于在发射极接了一个(1+β)C4的大电容,这就是电容倍增式滤波器的。如果在基极到地再连接一个齐纳二极管,就是一个简单的串联稳压器,因此,该电路具有稳压和滤波双重作用,能有效地消除高频纹波。注意选择双极型晶体管的 Vbceo>500V, Ic=100mA。稳压二极管 D4 用 16~18V,1/4W 任何型号的小功率稳压管。


图10:倍容式纹波

功率因数校正电路

普通的桥式整流后直接平滑滤波的AC-DC电路,输入是正弦波,由于电容充电快放电慢,电流是不连续的脉冲波,谐波失真大,功率因数低。本电路用的是一种低成本的无源功率因数补偿电路,如图11所示。这个电路叫平衡半桥补偿电路,C1和D1组成半桥的一臂,C2和D3组成半桥的另一臂,D2和R1组成充电连接通路,利用填谷进行补偿。滤波电容C1和C2相串联,电容上的最高充到输入的一半(VAC/2),一旦线电压降到VAC/2以下,二极管D1和D3就会被正向偏置,这样使C1和C2开始并联放电。采用这个电路后,系统的功率因数从0.6提高到0.88~0.9,但很难超过0.92,因为输入电压和电流之间还存在大约60度的死区。

图 11:平衡半桥 PFC 电路

采样电阻

电阻R6、R7、R8、R9 并联作为采用电阻,可以减小电阻精度和温度对输出电流的影响,并且可以方便地改变其中一个或几个的阻值,达到修改电流的目的。建议选用千分之一精度,温度系数为 50ppm 的SMD电阻。如果对电流精度和温度变化有更高的要求, 建议使用康铜或锰铜四端专用电流采样电阻。

电解电容器

因为铝电解电容的寿命与温度有很大关系,温度升高电解质的损耗加快,温度每升高6OC,电容器寿命就会减少一半。虽然LED的寿命长达5万小时,但电解电容的寿命只有4000小时,灯管内温度比较高时,电解电容器的寿命更低,因而,这个驱动电路的寿命取决于电解电容器。

功率电感

功率电感L3是比MOS管更关键的元件,要求Q值高、饱和电流大、电阻小。标称3.9毫亨的电感,在40KHz~100KHz频率范围里Q应大于90,饱和电流大于工作电流的2倍,这里选500毫安,绕线电阻要小于2 欧姆,居里温度大于400oC的优质功率电感。使用劣值电感的后果是灾难性的,一旦电感发生饱和,MOS管、LED、控制芯片就会瞬间烧毁。建议使用微晶材料的功率电感,它可以确保恒流源长期安全可靠地工作。


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