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深析mos管led驱动电路图及原理-led驱动方式-LED驱动电源解析-KIA MOS管

信息来源:本站 日期:2019-04-03 

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mos管led驱动电路图

led驱动

mos管led驱动电路图,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驱动电路图


mos管led驱动电路图


mos管led驱动电路图


mos管led驱动电路图原理

mos管led驱动电路图原理如下:

正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。见表是当前主要超高亮LED的电气特性。由表可知,当前超高亮LED的最高IF可达1A,而VF通常为2~4V。


由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。此外,LED的正向压降变化范围比较大(最大可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,VF的微小变化会引起较大的,IF变化,从而引起亮度的较大变化。


LED的温度与光通量(φV)关系曲线,由下图可知光通量与温度成反比,85℃时的光通量是25℃时的一半,而一40℃时光输出是25℃时的1.8倍。温度的变化对LED的波长也有一定的影响,因此,良好的散热是LED保持恒定亮度的保证。

所以,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。


mos管led驱动电路图驱动方式

通过线性稳压器来转换电压会面临功耗问题,这种方式比较适合用于需要回避噪声(比如汽车音响)因而不能采用开关方式的转换电路中。而开关方式的特点是转换效率非常高,但它也有噪声的问题,所以选择何种转换方式取决于何种应用。


通常,电荷泵驱动方式的效率会随着输入电压的变化而变化,在电压变化范围大的应用中,其效率比较低;而在电压变化范围比较小的应用中,只有当输入和输出电压之间是整倍数关系时,它的效率才能达到最大,但这在电池供电的实际应用中很难达到。反观电感的转换效率不太受电压干扰,应用限制也比电荷泵要少。


mos管led驱动电路图分析

mos管led驱动电路图分析,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:输入过压保护---主要是雷击或者市冲击带来的浪涌)


2:整流滤波电路---将交流(或者是直流)变成直流的过程


3:箝位电路---------主要是吸收变压器工作时产生的尖峰和反向电动势


4:IC工作过程--------主要是IC的供电原理,变压器的工作方式,电压变换过程。


5:输出整流---------将交流再次变成平滑理想的直流电压过程


6:恒流原理---------电路中稳定输出电流控制过程分析


1、 输入过压保护电路

首先电压从“+48V、GNG”两端进来通过一个R1的电阻(这个电阻的作用就是限流,当后面的线路出现短路时,R1流过的电流就会增大,随之两端压降跟着增大,当超过1W时就会自动断开,阻值增加至无穷大,从而达到保护输入电路+48V不受到负载的影响)限流后进入整流桥,另一方面R1与旁边的MOV1构成了一个简单过压保护电路,MOV1是一个压敏元件,是利用具有非线性的半导体材料制作的而成,其伏安特性与稳压二极管差不多,正常情况显高阻抗状态,流过的电流很少,当电压高到一定的时候(这里主要是指尖峰浪涌,如打雷的时候高脉冲串通过市电串入进来),压敏MOV1会显现短路状态,直接截取整个输入总电流,使后面的电路停止工作,这时候,由于所有电流将流过R1和MOV1,因R1只有1W的功率,所以瞬间可以开路,从而保护了整个电路不被损坏。


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。


因为如果变压器得不到复位就会饱和,这样就会失去感抗,这个R1和C3就组成了一个RC充放电回路,用来反向积累的电动势,D2主要是隔离作用,就在变压器在正半周的时候(就是感应电动势为上正下负时)使整过环路处于断开状态,而等变压器进入负半周时,给箝位电路提供通路,快速将电动势环路处于断开状态,而等变压器进入负半周时,给箝位电路提供通路,快速将电动势释放,从而达到保护IC里头的MOS管不被尖峰击穿而损坏。


4、 IC工作原理

这里面的变压器,根据它的同名端判断为反激式工作方式,就是变压器的初级和次级的相位是相反的,在同一时间,两者相关180度,目前也有正激式的,那就是同频同相,这个将来有机会了我再和大家具体分享;


我们还是回到这个IC问题上面来,这个IC有8个脚,这里我边讲边介绍它引脚的功能,我们接着刚刚那个说的那个整流滤波后通过变压器绕组然后进到IC的7、8脚,这个7、8脚就是IC里面MOS管的“D极”也叫漏极(相当于以前NPN三极管或者开关管的集电极),另外接地的是“S极”也叫源极,整过电源电压的变换都由D极”和S极两个引脚的接通和断开来实现。


5、输出整流电路

变压器工作以后,次级就会输出一个电压通过D4整流,C8和L1进行滤波,然后给LED灯进行供电,这里的L1除了能够滤波,还有续流的作用,就是保持输出电流的一致性,正是利用电感中的电流不能突然这一特性。


6、恒流电路

它的工作过程,最后讲一下这是怎么实现恒流的,顺便先讲了一下这个IC的每个引脚功能,8脚为MOS输入端,6脚是空脚,5脚外接的电容是振荡电容,它的容量直接决定了RC时间常数,就是充放电时间,一般充电MOS管是接通时间,放电是断开时间,第4脚是电压检测脚,通过对第4脚的电压值控制输出脉冲的占空比,把引脚说完了就重点讲第4脚;第3脚接地端,第2脚是IC供电脚,第1脚外接的电阻和第5脚的电容组成了RC电路,给IC内部提供振荡源,脉冲的充放电时间常直接由这个电阻和电容决定。


我们现在来重点讲第4脚,大家看4脚外接的光耦M101B接到那里去了?另一端PC817是不是和输出电路R4两端相并联了,这个R7在这里是起到检测电流的作用,根据电压=电流*电阻的原理,这个电流越大,R4两端的电压就会越大,这样说大家应该明白吧?电压越大,那么并连到R4两端的PC817也会有电压并且开始导通,导通后副边的M101B也会跟着导通,就是它内阻下降,这样一来第4脚的电压就会上升,上升以后与IC里面的基础电压相对比,然后会直接输出一个信号使MOS管提成关断,从而达到恒流目的。


LED驱动电源主要有恒压式和恒流式

(1)恒压式:

a、当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;


b、恒压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路。


c、以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;


d、亮度会受整流而来的电压变化影响。


(2)恒流式:

1、恒流驱动电路驱动LED是很理想的,缺点就是价格较高.


2、恒流电路虽然不怕负载短路,但是严禁负载完全开路.


3、恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化.


4、要限制LED的使用数量,因为它有最大承受电流及电压值.


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