LED模块开关电源设计原理

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led驱动电源的工作原理

led驱动电源的工作原理

led驱动电源的工作原理
LED驱动电源的工作原理主要基于直流至直流(DC-DC)转
换的原理。

LED通常是通过直流电流驱动的半导体发光器件。

因此,LED驱动电源需要将输入的交流电或直流电转换为恒
定的直流电压和电流,以确保LED的正常工作。

LED驱动电源一般分为两个主要的电路部分:直流电源输入
和LED驱动电路。

直流电源输入部分负责将输入电源进行整流、滤波和稳压处理。

通常采用的方式是将交流电源通过整流桥整流为直流电压,并通过滤波电容滤除纹波电压。

然后,通过稳压电路将电压稳定在所需的电压范围,以确保LED驱动电路的稳定工作。

LED驱动电路部分主要包括电流源和电压源调理电路。

电流
源用于提供恒定的电流给LED,确保其亮度的稳定;而电压
源调理电路则通过电压转换和功率调理,将稳定的电压提供给LED。

常用的LED驱动电源有线性驱动和开关驱动两种。

线性驱动
电源使用调整电阻或晶体管来提供恒定的电流给LED,但效
率较低。

而开关驱动电源采用开关电路来实现高效率的电流调节,通常使用开关电容稳压器(SMPS)或升压/降压转换器来
转换电压和调整电流,以满足LED的需求。

总之,LED驱动电源通过将输入电源进行整流、滤波和稳压
处理,并通过电流源和电压源调理电路,将稳定的电流和电压提供给LED,以实现其正常工作。

LED显示屏5V40A200W专用开关电源设计

LED显示屏5V40A200W专用开关电源设计

LED显示屏5V 40A专用开关电源设计1 参数:输入电源:220V输出电源:5V 40A2开关电源的组成开关电源大致由输入电路、变换器、控制电路、输出电路四个主体组成。

如果细致划分,它包括:输入滤波、输入整流、开关电路、采样、基准电源、比较放大、震荡器、V/F 转换、基极驱动、输出整流、输出滤波电路等。

实际的开关电源还要有保护电路、功率因数校正电路、同步整流驱动电路及其它一些辅助电路等。

图1是开关电源原理框图:图1 开关电源原理框图2.1 输入电路包括线性滤波电路、浪涌电流抑制电路、整流电路三部分。

作用:把输入电网交流电源转化为符合要求的开关电源直流输入电源。

典型电路如图2所示:图2 输入电路该电路包含滤波电路、浪涌电流抑制电路及全波整流电路。

输入电路各电容C11、C12、C13 用于滤波,滤除高频噪声;电抗器L11 用于浪涌抑制;电容C14、C15、C18 用于去耦。

输入220VAC 电压经过全波整流,产生变换器所需要的直流电压,及提供控制电路必须的工作电源。

J21 为短路线,TH 为过流电阻,当发生过流时,器件熔断。

2.2 功率电路基本原理市电220V的交流电经输入电路整流滤波后,已变为直流电(带脉动),从该直流电到输出之间的电路可简单等效为一个单管隔离降压变换器。

如图3所示:图3 功率电路基本原理为防止变压器T磁饱及快速恢复,原边使用了简单的R1C1释放电路。

副边VD1 整流,VD2 续流,C2去耦,L、C4滤波,R3C3、R4为辅助泄放通路。

当然实际电路比这个要复杂的多,复杂的原因主要是因为加入了保护电路、反馈电路、控制电路等。

下面具体讲述实际应用的电路。

2.3 变压器及控制部分供电电路变压器周边电路以及给控制电路供电的电路如图4所示:图4 变压器及控制部分供电电路本电路中的变压器T11就是图3中的变压器T,其中1-3绕组为原边主绕组(即图3中的N1绕组),6-7绕组为副边输出绕组(即图3中的N2绕组),4-5绕组为原边辅助绕组,主要给控制电路提供电源。

开关电源工作原理及电路图

开关电源工作原理及电路图

开关电源工作原理及电路图标签:开关电源工作原理电路图时间:2009-05-2117:22:02 点击:645 回帖:0 上一篇:大型LED外露发光字与内发光字的下一篇:诚信随着全球对能源问题的重视,电子产品的耗能问题将愈来愈突出,如何降低其待机功耗,提高供电效率成为一个急待解决的问题。

传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠,但它存在着效率低(只有40% -50%)、体积大、铜铁消耗量大,工作温度高及调整范围小等缺点。

为了提高效率,人们研制出了开关式稳压电源,它的效率可达85% 以上,稳压范围宽,除此之外,还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点,是一种较理想的稳压电源。

正因为如此,开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中,本文对各类开关电源的工作原理作一阐述。

一、开关式稳压电源的基本工作原理开关式稳压电源接控制方式分为调宽式和调频式两种,在实际的应用中,调宽式使用得较多,在目前开发和使用的开关电源集成电路中,绝大多数也为脉宽调制型。

因此下面就主要介绍调宽式开关稳压电源。

本原理可参见下图。

单极性矩形脉冲来说,其直流平均电压Uo取决于矩形脉冲的宽度,脉冲越宽,其直流平均电压值就越高。

直流平均电压U。

可由公式计算,即Uo=Um×T1/T 式中Um为矩形脉冲最大电压值;T为矩形脉冲周期;T1为矩形脉冲宽度。

从上式可以看出,当Um 与T 不变时,直流平均电压Uo 将与脉冲宽度T1 成正比。

这样,只要我们设法使脉冲宽度随稳压电源输出电压的增高而变窄,就可以达到稳定电压的目的。

二、开关式稳压电源的原理电路 1、基本电路图二开关电源基本电路框图开关式稳压电源的基本电路框图如图二所示。

交流电压经整流电路及滤波电路整流滤波后,变成含有一定脉动成份的直流电压,该电压进人高频变换器被转换成所需电压值的方波,最后再将这个方波电压经整流滤波变为所需要的直流电压。

控制电路为一脉冲宽度调制器,它主要由取样器、比较器、振荡器、脉宽调制及基准电压等电路构成。

开关电源光耦工作原理

开关电源光耦工作原理

开关电源光耦工作原理
开关电源光耦是一种常用的光电转换器件,它能够实现输入和输出电路之间的电气隔离。

它主要由一个发光二极管(LED)和一个光敏三极管(光敏晶体管)组成。

工作原理如下:
1. 输入信号:输入信号通过一个电阻器或其他电路,以一定的电流驱动LED。

LED发出的光线具有一定的波长和功率。

2. 光耦隔离:LED辐射出的光线经过光学隔离层(如透明封装、透明胶带等)传递到光敏晶体管的光敏区。

光敏晶体管光敏区的材料吸收进来的光子,使其发生电离,产生一个电流。

3. 输出信号:光敏晶体管内的光敏电流经过一个电阻或其他输出电路测量,转换成电压信号。

这个电压信号可以在输出电路中被测量、放大、处理等。

该工作原理实现了输入和输出电路的电气隔离,即在输入和输出电路之间没有直接的电气连接。

从而可以避免输入信号中产生的噪声、浪涌或高电压等因素对输出电路产生不良影响。

此外,由于LED和光敏晶体管的物理特性决定了它们对光的敏感度,使得光耦能够有效地进行信号隔离,并具有较高的工作速度和信噪比。

在实际应用中,开关电源光耦常用于电源隔离、噪声滤波、信号传输和触发控制等方面。

LED灯恒流驱动电源设计指导书(新)

LED灯恒流驱动电源设计指导书(新)

LED高效恒流驱动电源的设计指导书第1章绪论1.1 LED工作原理1.1.1 LED发光原理发光二极管(LED)是一种将把电能变成光能的器件,发光二极管的主要部份是由p型半导体和n型半导体组成的晶片,在P型半导体中,空穴占有绝对地位,而在N型半导体中电子占绝大多数。

在这两者之间是p-n结。

的大体工作过程是一个电变光的过程,当LED的p-n结由外部电路加上正向偏压时,P区的正电荷将向N区扩散,同时N区的电子也向P区扩散,电子与空穴结合然后释放能量,一部分能量由光的形式散发出来,这就是发光的原因。

不同大小的能量水平的差异,频率和波长的光的不同,相应的光的颜色是不同的,这便是LED发光原理。

1.1.2 LED光源的特点1超低能耗比起传统的白炽灯为首的白炽灯,至少节省20%以上的电量,节约了资源。

2超长寿命传统的节能灯的寿命是2000~8000小时,而LED照明灯寿命可达5万~10万小时。

3响应时间短LED灯的响应时间比传统的照明灯快几个数量级。

4工作电压低LED的驱动电源既可以是高压电源又可以是低压电源,相比传统的照明灯,它更加适应电压的变化,电压发生变化的时候不容易损坏。

5绿色环保符合欧盟标准,不会造成环境污染,并且LED可以被回收利用。

6坚固可靠LED完全封装在循环氧树脂里面的LED,它比传统照明灯更加坚固不易损坏。

7不招蚊虫因LED用二极管发光技术,使用的冷光源,所以不招蚊虫。

8自选颜色可以通过不同的设计以及电流的大小来改变LED的颜色。

如小电流时为红色的LED,随着电流的增加,可以依次变为橙色,黄色,最后为绿色。

目前白色LED发光效率已经突破120LM/W,是白炽灯15LM/W的8倍,是荧光灯50LM/W的2倍多。

LED的光谱中没有紫外线和红外线成分,所以有害辐射小。

在散热良好的情况下,LED的光通量半衰期大于5万小时以上,可以正常使用20年,器件寿命一般都在10万小时以上,是荧光灯寿命的10倍,是白炽灯的100倍。

led屏专用VA开关电源电原理图

led屏专用VA开关电源电原理图

l e d屏专用V A开关电源电原理图The latest revision on November 22, 2020led屏专用5V40A开关电源,用TL494、KA7500等集成块,通用设计TL494电路图的工作原理,主要是各元件的功能整流器之前的不用说了吧494 脉宽调制输出至V3、V4。

494 的各脚功能请看其pdf资料。

1 脚是比较器+输入端,接电压监测。

如图,VR1 是输出电压调整。

V3、V4 是功率推动三极管。

T2是推动变压器,将推动电压提高以驱动末级功率管,末级工作在开关状态。

V2、V3 接成推挽功率放大。

VD5、VD6是反峰保护二极管。

R3、C8是尖峰吸收网络。

VD9、VD10、C9 组成全波整流滤波,给494供电。

T1 的右部分就是低压部分了。

整流滤波输出,没什么特别的。

220V交流电经VD1整流,C5,C6滤波得到300V左右直流电。

此电压经R1,R2分压后约150V给C7充电,经T1高压8,9脚绕组,T2绕组8,6脚,V2等形成启动电流。

T2反馈绕组7,9绕组,10,6绕组产生感应电压,使V1,V2轮流导通。

因此在T1低压供电绕组(6,7,13)产生电压,经VD9,VD10整流,C9滤波,给TL494,,V3,V4等供电。

此时输出电压较低。

TL494启动后其8脚,11脚轮流输出脉冲,推动V3,V4,经T2反馈给绕组(,)激励V1,V2。

使V1,V2,由自激状态转入受控状态。

T2输出绕组电压上升,此电压经R31,R29,R30,VR1分压后反馈给TL494的1脚(电压反馈)使输出电压稳定。

J1,J2是电流取样电阻,充电或输出时J1,J2产生压降。

此电压经R36反馈给TL494的15脚(电流反馈)使充电或输出电流恒定。

大体原理已经说清楚了,具体原理还有什么不明白追问,我就不一一说明每个元件的作用了。

R8,R9,R40 是V2的偏置电阻,VD8反馈整流,经R10,R11到V2基极,加速V2导通,C11是加速电容,可以加速V2的导通和截止。

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析

开关电源工作原理详细解析个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。

本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。

线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。

由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。

此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析

开关电源工作原理超详细解析第1页:前言:PC电源知多少个人PC所采用的电源都是基于一种名为“开关模式”的技术,所以我们经常会将个人PC电源称之为——开关电源(Switching Mode Power Supplies,简称SMPS),它还有一个绰号——DC-DC转化器。

本次文章我们将会为您解读开关电源的工作模式和原理、开关电源内部的元器件的介绍以及这些元器件的功能。

●线性电源知多少目前主要包括两种电源类型:线性电源(linear)和开关电源(switching)。

线性电源的工作原理是首先将127 V或者220 V市电通过变压器转为低压电,比如说12V,而且经过转换后的低压依然是AC交流电;然后再通过一系列的二极管进行矫正和整流,并将低压AC交流电转化为脉动电压(配图1和2中的“3”);下一步需要对脉动电压进行滤波,通过电容完成,然后将经过滤波后的低压交流电转换成DC 直流电(配图1和2中的“4”);此时得到的低压直流电依然不够纯净,会有一定的波动(这种电压波动就是我们常说的纹波),所以还需要稳压二极管或者电压整流电路进行矫正。

最后,我们就可以得到纯净的低压DC直流电输出了(配图1和2中的“5”)配图1:标准的线性电源设计图配图2:线性电源的波形尽管说线性电源非常适合为低功耗设备供电,比如说无绳电话、PlayStation/Wii/Xbox等游戏主机等等,但是对于高功耗设备而言,线性电源将会力不从心。

对于线性电源而言,其内部电容以及变压器的大小和AC 市电的频率成反比:也即说如果输入市电的频率越低时,线性电源就需要越大的电容和变压器,反之亦然。

由于当前一直采用的是60Hz(有些国家是50Hz)频率的AC市电,这是一个相对较低的频率,所以其变压器以及电容的个头往往都相对比较大。

此外,AC市电的浪涌越大,线性电源的变压器的个头就越大。

由此可见,对于个人PC领域而言,制造一台线性电源将会是一件疯狂的举动,因为它的体积将会非常大、重量也会非常的重。

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Power Logics Co., Ltd.High PF/AC Direct LED DriverLID-PC-R101BFeatures⏹ Wide input range : maximum AC 300V⏹ LED protection by constant current driving and power compensation⏹ Drive max. 40W @ 220V, max. 30W @ 110V in 25mm x 30mm x 1.6mmmetal PCB condition⏹ Adjustable efficiency and power factor by LED array and group configuration⏹ Tap switching structure to implement high power factor⏹ 83% typical efficiency, minimum power factor 0.95 using 1tap⏹ No EMI issue⏹ Small package MLF 20pin, 7mm x 7mm⏹ Implementation of light and slim lighting fixture by minimizing necessary components Applications.⏹ Various kind of LED lighting⏹ Small size LED lighting – Down light, Bulb, etcGeneral DescriptionPC-R101B includes circuits which provide load with constant current and adjust LED power so as to be less sensitive to change of input voltage and protect LED from overloads. Also it helps to achieve high power factor by internal switching circuits and LED group separation scheme. Consequently, PC-R101B is a LED driver guarantees effective use of LEDs which are sensitive to the change of voltage and current.LED drivers generally used such as SMPS or AC/DC converter include switching component and inductors, capacitors of large capacity. These cause complex circuit and problems of noise and life of lighting apparatus. On the contrary, this driver is designed as AC direct concept without complicated circuit and huge inductors, capacitors. Therefore it helps to prolong the life of lighting apparatus and make it free from difficulties of design and debugging. Especially, using properly designed tap structure supported by this driver, it ensures over 0.99 power factor. Total three LED groups are able to be set up connecting with two tap point (TP1, TP2) and power factor will be improved by applying this tap structure interlocked with LED groups. In addition, itPower Logics Co., Ltd.has function not only to protect LED and circuit from overload even in 30% of overvoltage situation from line input but also to reduce the deviation of intensity of illumination by internal power compensation circuit. It can drive up to 40W LED power for nominal line input 220~230V and 30W LED power for nominal line input 100~120V, applying metal PCB and adequate heat sink. It also ensures minimum 83% of efficiency in using two tap.Block DiagramPower Logics Co., Ltd.Pin Description<Fig 2. Pin Connections>Power Logics Co., Ltd.<Table 1. Pin Description>※ LED grouping is to improve power factor, it’s generally recommended to separate each groups into total number of LEDs/3, when all taps are used. In the view of efficiency, you can design your circuit without use of tap and LED grouping.Power Logics Co., Ltd.Typical Application Circuits<Fig 3. Typical Application><Table 2. External Component Value (LED power 15W, 2Tap used, total 81EA LED chips)>Power Logics Co., Ltd.Absolute Maximum RatingsElectrical Characteristics(Ta=25℃, AC input=220V, LED consumed power=15W, 2Tap and 81EA LED chips used)Power Logics Co., Ltd.Application InformationLine Input Rectification BlockThis driver is recommended to run with rectified line input through an external bridge diode without filtering by large bulk capacitor on the output of bride diode. This means that it will be synchronized with 120Hz rectified waveform if line input has 60Hz. This is to accomplish high power factor.Constant Current Driver BlockThe constant current circuit is included in PC-R101B in order to supply stable current into LED group against external circumstance change such as line input fluctuation. The R8 resistance producing current reference should be set larger than that of R4 to ensure sufficient current to drive LED. These resistors adjust LED power consumption. i.e. the smaller R4 on the condition of fixed R8, the higher current flows into LED and larger R4 will make lower current flow into LED. On the other hand, the smaller R8 on the condition of fixed R4, the lower current flows into LED and larger R8 will make higher current flow into LED.Power Logics Co., Ltd.LED Grouping and Switching BlockBecause the PC-R101B designed as AC-direct type LED driver, enough number of LEDs in serially connected considering nominal line input voltage and power loss of driver are needed. The total number of LEDs of a LED string or array should be designed so that the necessary total forward voltage does not exceed the peak voltage of nominal line input. Necessary total number of LEDs can be roughly extracted from below equation.N=P D_TOT_LED / P D_LEDWhere, PD_TOT_LED is required total power consumption, PD_LED is power consumption of a LED.For example, total 15W power consumption is required for VF 3.0V, 20mA/LED chip, total 0.18W/LED package (3-in-1 LED package) and 220V nominal input condition, about 84 LED chips is needed. That means 28 LED packages of 3-in-1 type package. The increase of the number of LED packages for the same line input will achieve better efficiency by reducing power loss consumed in driver. However, this should be selected within rated range that can sufficiently drive LEDs.As one of important benefit of this driver, tap switching structure provides improvement of power factor. This improvement is accomplished by changing input current waveform shape from a discontinuous square wave brought by discontinuous turn-on/off characteristic of LED into step wave similar to sine wave. The shape of the waveform is determined from the number of LED in a group and resistor R4, R8, R6 and R11. In current dimension, the horizontal gap of each step is controlled by corresponding number of LED group and vertical height of each step is controlled by R4, R8, R6 and R11. Also THD will be improved because the result waveform is more similar to sine wave which has single frequency than square waveform. the other hand, there will be power loss by internal switching component, so the consideration of trade-off between power factor and efficiency is required if tap switching is used. For instance, to maximize the efficiency, current waveform should be close to square wave. Therefore the number of each LED group should be arranged that LED group1 > LED group2 > LED group3 and R6, R11 should be selected relatively large.T1, T2, TP1 and TP2 can be left open if this optional tap structure is not necessary. And only one tap can be used according to the requirement of power factor. Even if there are many variations of tap structure application as mentioned, it is recommended that the number of LEDs in each groups is identically allocated based on the below equation.N=(Total number of LED package or chips) / (the number of used tap+1)As a result of tuning resistors, R6 and R11, the height of LED group switching in current dimension isPower Logics Co., Ltd.changed and power factor is also tuned. The larger R3 and R4 makes the lower switching point of current and the smaller makes the higher switching point. To minimize the difference of the intensity of illumination among LED groups inherently happened by this mechanism, it is more effective that LED chips included in a group are decentralized than these are locally concentrated in the lighting apparatus. For example, when 28EA of 3-in-1 package LEDs are applied to design, if all of threechips of a package are allocated in different three groups, not same group, even though there is the difference of intensity of illumination in package level, it is not sensible by eyes or measurement because the difference is scattered equally in whole lighting apparatus.<Fig 4. Relationship between switching control resistors, number of LEDs in a LED group and the current waveform >Power Logics Co., Ltd.Power Compensation BlockThe compensation level can be controlled by R14 in Fig 5. The purpose of power compensation is the protection of LED and driver from overstress in certain range of line input, especially when higher input than rated voltage is applied. The power compensation circuit is designed to bypass the driving current of internal LED driver circuit when the input voltage is higher than we want. If more current should be bypass through this circuit, R14 should be adjusted to smaller value. On the other hand, if R14 has larger value, the load current will be higher. The line input range performed the power compensation can be adjusted by combination of R14 and R13. The waveform of fig. 5 depicts changes of peak LED current for each line input level. We can have constant LED power using this function in some range of input.<LED group and compensation circuit><Output current shape according to input voltage variation> <Fig 5. Power compensation circuit and current waveform according to different input voltages>Power Logics Co., Ltd.Reference Generation BlockThis is to provide the reference to internal and external bias. It supplies not only the bias of T1, T2 thru T_REF but also the bias of load driving and power compensation circuit. It has typical 11.7V generated from V1 and V2 input.Package Dimension (MLF 20 pin)<Fig 6. Package Dimension>Power Logics Co., Ltd.Solder Pad Recommendation< LAND PATTEN DIMENSION > < THERMAL PAD HOLD DIMENSION ><Fig 7. Solder Pad Recommendation>。

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