PDF《新型 LED 驱动电源设计》

27 2 新型 LED 驱动电源设计 2.1 设计理念 新型 LED 驱动电源的设计与现有分立元件搭建的 LED 驱 动电源本质上都是运用高频开关电源实现,所不同的是新型 LED 驱动电源采用高频模块(隔离式正弦振幅转化器)搭建, 频率可达到 1MHz 以上,实现高功率密度的 LED 驱动电源. 新型 LED 驱动电源设计由滤波模块、Maxi 全砖模块、 PRM 预稳压模块和 VTM 隔离转化模块搭建.其中滤波模块 实现输入衰减和 EMI 滤波,Maxi 全砖模块实现 AC/DC 转化, PRM 预稳压模块和 VTM 隔离模块实现 DC/DC 转化,并且 DC/DC 转化方式采样一对多模式(一块 PRM 预稳压模块驱动 多块 VTM 模块)实现多路输出.多路输出的总功率大小,可 以在允许范围内增大或减小,只需扩展 Maxi 全砖模块的功率 即可. 新型 LED 驱动电源设计需要添加两种控制电路:一种 控制电路实现 LED 恒流输出,另一种控制电路实现 PRM 和VTM 一对多模式输出. LED 恒流输出控制电路在 PRM 预稳压模块侧实现,此控 制电路主要包括电流采样电路、差分放大电路、误差比较电 路和电路基准电路. PRM 和VTM 一对多控制电路,主要作用在于给 VTM 模 块足够功率的 Vc 开启脉冲,实现一对多模式.因为 VTM 驱 动需要 15V 左右持续 10ms 的开启脉冲,而一块 PRM 模块只 能提供(1-2)个模块 VTM 驱动所需要的 Vc 脉冲,因此,需 要添加控制电路实现 Vc 脉冲的扩展. 2.2 具体实施方式 ⑴ 根据输出功率的要求选择各模块的规格 第一步,计算 VTM 的输出功率选择合适模块(原则为所 选型号的电压电流和输出功率跟负载偏差不大,有一定余量 即可);

第二步,将16 路输出分为

4 组,然后根据功率大小 和模块转化效率选择合适的 PRM 预稳压模块的型号.以此类 推分别选出合适的滤波衰减模块和 Maxi 全砖模块的型号. ⑵ 恒流控制电路部分的实现 在PRM 预稳压模块的输出端添加电流采样电路,把输出 电流转化成电压,经过差分放大电路将采样信号放大(提高 对比精度,实现控制精准).放大采样信号与电流基准信号 经误差放大器做比较,输出信号传递给 PRM 预稳压模块的外 部电压调整脚,实现稳压恒流输出.此时,PRM 输出的电流 保持为某恒定值,输入给 VTM 隔离转换模块,VTM 通过 1/K 倍数关系实现输出要求的恒流值,达到设计要求. ⑶ PRM/VTM 一对多控制电路部分的实现 主要运用 MOS 管、三极管、电阻、稳压二极管等元件实 现VTM 模块 Vc 脉冲的实现.

3 设计方案分析 3.1 新型 LED 驱动电源整体原理框图 图1为新型 LED 驱动电源的整体框图,主要包括输入衰 减模块、AC/DC 转化模块、DC/DC 隔离模块和系统控制电路. 其中 DC/DC 转化模块由 PRM 和VTM 模块组成,具有以下优 点: ① PRM 和VTM 可以远距离传输能量,控制方便,补偿 后线路损耗小;

② PRM 和VTM 可以通过控制电路实现一对多驱动,降 低整机成本和空间;

③ Maxi 和PRM 模块允许的功率范围内,可以任意扩展 VTM 输出功率,只需添加 VTM 模块数量即可,节约重新开 发的成本;

④ 采用 PRM 模块侧恒流控制方式,降低后级 I2 R 线损, 并无须隔离反馈信号. PRM 预稳压 模块

1 输入衰减模块 AC/DC 转化模块 系统控制电路 Maxi 全砖

1 滤波模块

1 滤波模块

1 Maxi 全砖

2 VTM 隔离模块

1 VTM 隔离模块

2 VTM 隔离模块

3 VTM 隔离模块