本网页已闲置超过3分钟,按键盘任意键或点击空白处,即可回到网页

基于TNY279设计的一种LED光源驱动电路系统

发布时间:2020-08-28
分享到:

基于TNY279设计的一种LED光源驱动电路系统

发布时间:2020-08-28
分享到:

 LED光源作为一种新型绿色光源,由于其具有耗电量低、寿命长、反应速度快、高效节能等优点,已被越来越广泛的应用。在同样亮度下,LED光源耗电量仅为普通白炽灯的十分之一,而寿命却可以延长100倍。但其寿命很大程度上决定于驱动电源,因此一种可靠的、转换效率高的、寿命长的LED驱动电源对于LED光源至关重要。
  本文设计了一种LED光源驱动电路,介绍了设计原理和方法,采用电压和电流双环反馈,能够输出恒定的电压和电流,并且具有开环保护负载的功能,能有效提高LED光源的使用寿命。
  1芯片介绍
  本设计采用TNY279电源芯片作为开关电源的控制芯片,TNY279电源芯片在一个器件上集成了一个700V高压MOSFET开关和一个电源控制器,与普通的PWM控制器不同,它使用简单的开/关控制方式来稳定输出电压。控制器包括一个振荡器、使能电路、限流状态调节器、5.8V稳压器、欠电压即过电压电路、限流选择电路、过热保护、电流限流保护、前沿消隐电路。该芯片具有自动重启、自动调整开关周期导通时间及频率抖动等功能。
  2电路的工作原理分析
  电源的部分采用反激式变换器,结构简单,易于实现。整体设计电路图如图1.


  2.1输入整流滤波电路
  考虑到成本、体积等因素,改善谐波采用无源功率因数校正电路,主要是通过改善输入整流滤波电容的导通角方式来实现。具体方法是在交流进线端和整流桥之间串联电感,如图1所示C1、C2、L1、L2组成一个π型电磁干扰滤波器,并使用填谷电路填平电路,减小总谐波失真。填谷电路由D1、D2、、D3、C3、C4、R3组成,限制50Hz交流电流的3次谐波和5次谐波。
 
  经整流及滤波的直流输入电压被加到T1的初级绕组上。U1(TNY279)中集成的MOSFET驱动变压器初级的另一侧。二极管D4、C5、R6组成钳位电路,将漏极的漏感关断电压尖峰控制在安全值范围以内。齐纳二极管箝位及并联RC的结合使用不但优化了EMI,而且更有效率。
  2.2高频变压器设计
  TNY279完全可以自供电的,但是使用偏置绕组,可以实现输出过压保护,在反馈出现开环故障时能够保护负载,有效地减少对LED光源的产生的损害,在本设计中采用偏置绕组,如图1,同时可由更低的偏置电压向芯片供电,抑制了内部高压电流源供电,在空载时功耗可降低到40MW以下。Y电容可降低电磁干扰。
  2.3反馈电路设计
  次级采用恒流恒压双环控制。NCS1002是一款恒流恒压次级端控制器。如图2所示,它的内部集成了一个2.5V的基准和两个高的运放。


  电压基准和运放1是电压控制环路的。运放2则是一个独立运放,用于电流控制。在本设计中,电压控制环路用于保证输出电压的稳定,电流反馈控制环路检测LED平均电流,即电路中R17上的电流,将其转换成电压和2.5V基准比较,并将误差反馈到TNY279中来调整导通。
  具体的工作原理是:NCS1002调节输出的电压值,当输出电压超过设定电压值时,电流流向光耦LED,从而下拉光耦中晶体管的电流。当电流超过TNY279的使能引脚的阈值电流时,将抑制下一个周期,当下降的电压小于反馈阈值时,会使能一个开关周期,通过调节使能周期的数量,对输出电压进行调节,同样,当通过检测到R16上的电流即输出电流大于设定的值时,电流通过另一个二极管下拉光耦LED中晶体管的电流,达到抑制TNY279的下一个周期的目的,当输出电流小于设定电流时会使能一个开关周期,通过这样的反馈调节机制,能使得输出的电压和电流都处于稳定的状态。
  当反馈电路出现故障时,即在开环故障时,偏置电压超过D9与旁路/多功能引脚电压时,电流流向BP/M引脚。当此电流超过ISD(关断电流)时TNY279的内部锁存关断电路将被激活,从而保护负载。由于使用了偏置绕组将电流送入BP/M引脚,抑制了内部高电压电流源,这样的连接方式将265VAC输入时的空载功耗降低到40MW有效的降低功耗。
  3电路的参数
  3.1输入输出参数


  输入电压(AC):85~265 V
  频率:50Hz
  输出电压:12V
  输出电流:1.67A
  输出功率:20W
  3.2变压器参数计算
  在电网电压为85V时,的直流输入电压V MIN,可通过下式计算:
  3.3变压器的绕制
  初级绕组以引脚2作为起始引脚,绕85圈(x1线),在2层中从左向右。在第1层结束时,继续从右向左绕下一层。在一层上,使绕组均匀分布在整个骨架上。以引脚1作为结束引脚,添加1层胶带以进行绝缘。
  偏置绕组以引脚4作为起始引脚,绕9圈(x 2线)。沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。使绕组均匀分布在整个骨架上。以引脚3作为结束引脚,添加3层胶带以进行绝缘。
  次级绕组以引脚7作为起始引脚,绕8圈(x 2线)。使绕组均匀分布在整个骨架上。沿与初级绕组相同的旋转方向进行绕制。以引脚6作为结束引脚,添加2层胶带以进行绝缘。
  4结论
  设计了一种基于TNY279的大功率LED驱动电源电路,分析了其工作原理和设计方法,反馈环节采用恒压恒流双环的设计,保证输出电压和输出电流的恒定,同时在开环故障下能够自动关闭,保护负载,有效的减少了对LED光源的损害,提高LED的使用寿命。同时转换效率也在83%以上,并满足国际标准中对谐波含量的要求。经验证电路能够输出预期的效果。

 

来源:维库电子市场网

加入微信技术交流群

技术交流,职业进阶

关注与非网服务号

获取电子工程师福利

加入电路城 QQ 交流群

与技术大牛交朋友

讨论