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为了LED电源的推广使用,设计了以常用的反激式变换器为核心的LED电源。本文通过设计出来一种4.2W的LED电源电路,具体介绍了利用反激式变换器拓扑成LED电源的方法,并且对各个元件的参数选择进行了说明,特别对变压器的参数进行了详细的计算。实验结果完全达标,说明了设计方法的正确性。
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目前LED驱动电路主要有线性稳压源、开关稳压源、开关恒流源等。本文设计的LED电源是由反激式变换器拓扑而成的开关电源。
1 单端反激式变换器
所谓单端反激式(Flyback)变换器其实就是“基于变压器的非隔离buck-boost变换器”,它使用耦合电感(也就是变压器)来代替常用的单电感的buck-boost电路,这个耦合电感不但能像所有电感一样储存电磁能量,而且能像变压器一样提供电网隔离,其“匝比”决定了变压器的恒比降压转换功能。下面对反激式变换器工作原理进行简单的介绍。
Flyback(单端反激)变换器原理图如图1所示。在工作过程中,变压器起了储能电感的作用,实际上是耦合电感,用普通导磁材料作铁芯时,铁芯必须留有气隙,保证在最大负载电流时铁芯不会饱和。Flyback(单端反激)变换器由于电路简单,所用器件少,适于多路输出场合应用。
Flyback(单端反激)变换器有连续导通模式(CCM)和断续导通模式(DCM)两种工作方式。Flyback变换器是耦合电感,对原边绕组的自感来讲,它的电流不可能连续,因为功率晶体管断开后电流必然为零,这时必然在次级绕组的自感中引起电流,故对Flyback变换器来讲,电流连续是指变压器两个绕组的合成安匝在一个开关周期中不为零,与此相反即为电流断续。
当晶体管Q导通时,输入电压加到变压器的初级绕组两端,由于变压器对应的极性,次级绕组下正上负,二极管截止,次级绕组中没有电流流过,负载电流由滤波电容提供。此时只有变压器原边绕组工作,变压器相当于一个电感。
当晶体管Q截止时,原边绕组开路,次级绕组的电压极性上正下负,二极管D导通,导通期间储存在变压器中的能量通过二极管向负载释放,同时向电容充电。此时变压器只有副边绕组工作。
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