低压LED灯逆变电源设计
led背光电路工作原理
led背光电路工作原理
LED背光电路是现在许多电子产品上使用的一种特殊的电路，可以起到照明、美化、调节亮度等多种作用。
下面将从工作原理方面来介绍LED背光电路的组成和工作原理。
一、组成
LED背光电路由两个主要组成部分组成：LED灯和逆变电路。
LED灯是负责实现照明的主要部分，逆变电路则是负责将低电压转换为高电压供给LED灯使用。
二、工作原理
1.由于LED灯一般采用直流电源，而市电是交流电，所以需要通过逆变电路将交流电转换为一定的直流电来驱动LED灯。
逆变电路又称为稳压电路，其作用是保证电路的工作电压稳定不变。
逆变电路由桥式整流电路、滤波电路、稳压电路等三部分组成。
2.桥式整流电路：将交流电转换为直流电的第一步便是采用桥式整流电路。
桥式整流电路是由四个二极管构成的，交流电经过变压器降压后，经过桥式整流电路，就变成了一段基本的直流电。
3.滤波电路：使用滤波电路的作用是滤除直流电中的高频无杂波纹，从而获得稳定的直流电，滤波电路一般是由电容和电感构成，电容能够去除超过20HZ的高频杂波，而电感则能够将25HZ以下的杂波去除。
4.稳压电路：接下来需要使用稳压电路将直流电转换为恰好能够驱动LED灯的直流电。
稳压电路可以根据LED灯的特点来设计电压参数，以保证LED灯能够得到最佳的工作状态。
5.LED灯：在经过逆变电路的处理后，稳定的直流电流通过LED 灯，能够驱动LED灯的发光器件产生照明效果。
由此，我们可以知道LED背光电路的工作原理非常简单，分别是通过三大组成部分进行，然后通过LED灯的光亮效果来产生所需要的照明效果，同时这种电路也具有省电、寿命长等优点。
低压LED灯逆变电源设计
低压LED灯逆变电源设计作者：董英龙来源：《发明与创新·职业教育》2020年第02期摘要：本文设计了一种以 STM32F103VET6 芯片为核心控制系统的低压LED控制电路，采用全桥拓扑结构设计了LED启动电路与工作电路（采用全桥逆变电路），在逆变电路中选择了产生SPWM波形的专用芯片（PIC18F4580型号的专用单片机），实现了 12V交流波的稳定输出。
实验结果表明，该电路系统可以得到频率约为50.86Hz、电压约为12.6V的稳定交流电，可以为LED照明灯提供一种高品质的交流电源。
关键词：STM32;全桥逆变;SPWM;低频变压在国内外的花园、庭院与旅游景点，为LED照明提供电源的除了有220V交流电源与新型的太阳能电源，还有一种是把交流220V电源转化为交流12V的低压电源。
随着生活水平与运营能力不断提高，企业更需要高质量的电能，而逆变电源是该控制系统最重要的组成部分，研究一种稳定的12V交流电源是十分有意义的。
一、系统结构本文采用的是高性能STM32F103VET6 芯片为核心的控制模块，总体分为三个部分：整流部分，逆变部分和滤波部分。
220V市电先进入整流模块，变为直流电，再经过逆变部分，在主控芯片的控制下产生SPWM信号，变为12V交流电，最后经过滤波部分，为LED灯提供稳定电源。
二、LED灯的参数需求（一）输入的是220V交流电，频率=50，相电压为=220。
（二） LED灯电源的输出为：电压12（），电流=2，功率;;; ，频率=50。
下面是主电路关键性器件的选择方案，选择器件部分在整个设计中是不可或缺的第一步，它的正确与否是本设计安全输出12V交流电的关键，下面先从理论公式计算出本设计方案需要的各项参数：1.从电网输出的220V市电并不是非常稳定的，输入大约有15%的误差，也就是220，线电压值为187～253;2.因为本文在负载上得到的直流电压是不用调节的电路，所以本文选择成本更低的由无控制功能的整流二极管组成的整流电路，它电压的平均输出为式（2-1）：3.根据桥式整流的计算公式，，所以为264～358;4.电能经过变压等一系列电路后是有功率损耗的，这里把电源转换效率设定为95%，可以根据公式求得输入功率为：6.根据公式求得输入时的滤波电容的能量值为：三、系统硬件设计（一）逆变电路由于LED灯为220V交流电源提供电能，但是它需要12V交流电供电，所以220V交流电源需要先经过前期滤波电路，滤除毛刺，再经过整流模块变为直流电源。
150W单级LED路灯电源方案
交错并联反激简化LED 路灯电源的设计美国德州仪器半导体技术电源参考设计摘要 - 本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理，，反激变换器反激变换器均均工作于临界导通模式工作于临界导通模式，，控制芯片UCC28060/1的应用可实现LED 电源低电流纹波电源低电流纹波、、高功高功率率因数的技术要求。
通过一个150W AC/DC LED 路灯电源的实际设计路灯电源的实际设计、、测试，证明这种设计方案这种设计方案切实切实切实可行可行可行，，并与并与常规常规常规两级功率两级功率两级功率结构结构相比相比，，可实现更简洁的电路可实现更简洁的电路设计设计设计、、更低的成本要求更低的成本要求。
1. 引言LED 照明属于低碳、节能、环保的领域，这是LED 产业发展面临的又一次机遇。
LED 照明作曲借其突出的优势，成为新能源产业的研究热点之一。
根据市场研究公司iSuppli 的最新调查报告，2011年全球LED 照明市场总额将达到90亿美元，其中中国大陆LED 照明市场将有望超过300亿人民币。
目前最大的LED 照明市场是LED 背光电源，使用于笔记本电脑、液晶显示器，液晶电视、及手机中。
LED 通用照明市场已步入快速发展轨道，特别是在路灯、汽车尾灯、汽车内部和小标识灯、建筑物外墙装饰明明、政府机关的内部通用照明、户外和户内LED 显示屏、家庭射灯等，家用LED 台灯和LED 日光灯市场也已开始启动。
LED 照明已经显示了巨大的发展潜力，并已逐渐应用于城市路灯系统。
现今大多数的路灯电源方案主要由三级构成：PFC+DC/DC+恒流源，一般恒流源集成在灯具内部，因而PFC+DC/DC 构成单独的外部AC/DC 电源，一般由灯具公司外购。
由于AC/DC 电源是一种两级方案，因而其成本较高，并且控制也比较复杂，目前主要应用于特定场合中。
AC/DC 单级方案结构简单、成本低廉，并且由于使用PFC 控制芯片，可以实现高功率因数、低电流谐波的技术要求。
led驱动电源变压器设计方案
led驱动电源变压器设计方案LED驱动电源变压器设计方案为了满足LED照明的驱动需求，我们设计了一种高效、稳定的LED驱动电源变压器。
1. 设计目标：a) 输出电压：根据LED工作电压要求，设计输出电压为12V。
b) 输出电流：根据LED电路的电流需求，设计输出电流为1A。
c) 效率：设计高效率的变压器，以减少能量的浪费，并降低发热。
d) 稳定性：设计稳定可靠的变压器，以确保输出电压的稳定性和一致性。
2. 变压器设计：a) 核心选择：选用高磁导率、低磁损的铁氧体材料作为变压器的核心，以提高变压器的效率和功率密度。
b) 匝数计算：根据设计目标的输出电压和电流，通过变压器的变比关系计算初级匝数和次级匝数，以实现12V输出和1A输出电流。
c) 线径选择：根据设计的电流值，选择合适的次级线径，以确保输出电流的稳定性和安全性。
d) 匝间绝缘：在变压器卷绕过程中，采用合适的绝缘材料和工艺，确保匝间的良好绝缘，以提高变压器的安全性和可靠性。
3. 电路设计：a) 输入滤波：为了减小输入端的电流波动和电磁干扰，使用合适的滤波电容作为输入端的滤波元件。
b) 输出电流限制：为了限制输出电流的过大和过小，使用恰当的电流限制电路，以确保输出电流的稳定性和安全性。
c) 稳压控制：为了保持输出电压的稳定性，使用合适的稳压控制电路，以对输出电压进行调节和稳定。
d) 保护功能：为了保护变压器和LED电路，设计了过流保护、短路保护和过压保护等功能，以确保电路的安全运行。
4. 效果验证：a) 测试输出电压和电流的稳定性和精度。
b) 测试变压器的功率密度和效率。
c) 测试保护功能的可靠性和恢复性。
通过以上设计方案，我们可以得到一种高效、稳定的LED驱动电源变压器，以满足LED照明的驱动需求。
常见led驱动电源电路设计大全（十款电路设计原理图详解）★★★
常见led驱动电源电路设计大全（十款电路设计原理图详解）★★★led驱动电源电路设计（一）LED电源有很多种类，各类电源的质量、价格差异非常大，这也是影响产品质量及价格的重要因素之一。
LED驱动电源通常可以分为三大类，一是开关恒流源，二是线性IC电源，三是阻容降压电源。
1、开关恒流源采用变压器将高压变为低压，并进行整流滤波，以便输出稳定的低压直流电。
开关恒流源又分隔离式电源和非隔离式电源，隔离是指输出高低电压隔离，安全性非常高，所以对外壳绝缘性要求不高。
非隔离安全性稍差，但成本也相对低，传统节能灯就是采用非隔离电源，采用绝缘塑料外壳防护。
开关电源的安全性相对较高（一般是输出低压），性能稳定，缺点是电路复杂、价格较高。
开关电源技术成熟，性能稳定，是目前LED照明的主流电源。
图1：开关恒流隔离式日光灯管电源图2：开关恒流隔离电源原理图图3：开关恒流源电源图4：开关恒流非隔离电源原理图。
2、线性IC电源采用一个IC或多个IC来分配电压，电子元器件种类少，功率因数、电源效率非常高，不需要电解电容，寿命长，成本低。
缺点是输出高压非隔离，有频闪，要求外壳做好防触电隔离保护。
市面上宣称无（去）电解电容，超长寿命的，均是采用线性IC电源。
IC驱电源具有高可靠性，高效率低成本优势，是未来理想的LED驱动电源。
图5：线性IC电源图6：线性IC电源原理图3、阻容降压电源采用一个电容通过其充放电来提供驱动电流，电路简单，成本低，但性能差，稳定性差，在电网电压波动时及容易烧坏LED，同时输出高压非隔离，要求绝缘防护外壳。
功率因数低，寿命短，一般只适于经济型小功率产品（5W以内）。
功率高的产品，输出电流大，电容不能提供大电流，否则容易烧坏，另外国家对高功率灯具的功率因数有要求，即7W以上的功率因数要求大于0.7，但是阻容降压电源远远达不到（一般在0.2-0.3之间），所以高功率产品不宜采用阻容降压电源。
市场上，要求不高的低端型的产品，几乎全部是采用阻容降压电源，另外，一些高功率的便宜的低端产品，也是采用阻容降压电源。
低压恒流led驱动电路原理
低压恒流LED驱动电路原理LED（Light Emitting Diode）作为一种半导体光源，广泛应用于照明、显示等领域。
在LED应用中，为了保证LED的工作稳定性和延长其使用寿命，通常需要采用恒流驱动电路来驱动LED。
低压恒流LED驱动电路是一种常见的LED驱动电路，本文将介绍其原理及工作方式。
一、基本原理低压恒流LED驱动电路的基本原理是通过电路控制实现LED工作电流的稳定输出，从而保证LED的亮度和稳定性。
在低压条件下，LED的电压一般在2V左右，因此低压恒流LED驱动电路主要针对这一特点设计，以满足对LED工作电流的精确控制。
二、电路组成1. 电压稳定器：低压恒流LED驱动电路通常采用电压稳定器作为基础，在输入电压变化时能够提供稳定的输出电压。
2. 比较器：比较器用于检测LED工作电流与设定电流之间的差异，并输出相应的控制信号。
3. 驱动器：驱动器接收比较器输出的控制信号，调节输出电流，以实现LED的恒流驱动。
4. 反馈电路：反馈电路用于将LED电流信息反馈给比较器和驱动器，实现闭环控制，使LED工作电流保持稳定。
三、工作原理低压恒流LED驱动电路的工作原理如下：1. 输入电压经过电压稳定器稳压后，作为驱动器的输入电压。
2. 比较器通过检测LED工作电流和设定电流的差异，生成控制信号。
3. 驱动器根据比较器输出的控制信号，调节输出电流，使LED 工作电流保持恒定。
4. 反馈电路将LED电流信息反馈给比较器和驱动器，实现闭环控制，持续调节输出电流，以保持LED工作电流的恒定。
四、特点及优势低压恒流LED驱动电路具有以下特点及优势：1. 稳定性好：通过闭环控制，能够实现LED工作电流的恒定输出，保证LED的稳定亮度。
2. 效率高：采用恒流驱动方式，可以最大程度利用电能，减少能量浪费。
3. LED保护：在电源波动或其他异常情况下，能够有效保护LED，延长LED的使用寿命。
4. 灵活性强：可以根据实际需求进行设计调整，适用于多种LED应用场景。
基于BUCK变换器的LED恒流电源的设计
• 205•LED 照明在现在社会中的应用越加广泛，与传统光源相比，有很多的优良特性，节能高效，是一种新型光源，使用LED 灯照明为了不浪费电能并且能够在小功率下稳定的运行。
因此本文设计了一款基于BUCK 变换器的LED 恒流电源。
控制回路主要是选用峰值电流型控制法，将输出电压通过采样电阻进行分压采样，再将采样的电压送入芯片，在开关管处串一个采样电阻，同时将采样的电流送入芯片，其次电路中加入EMI 滤波。
最后通过实验仿真与原理样机验证稳定小功率电源的可行性。
随着工业的发展，人们对于电能的需求越来越大，所以大肆开采能源，导致环境的污染日益严重，从而对人们的生活造成了一定的影响。
在对小功率电源的使用过程中，当前的电源设备需要经过整流和逆变来得到连续的大频率电源，在此基础上才能以该频率和功率作用于被处理的对象，其体积和功率较大，无法满足现家庭的需求。
在此背景下，如何设计一款小功率的恒流电源成了解决的主要问题。
文献（秦效勇，尚振东.数字技术下小功率电源优化设计仿真研究）提出了一种基于数字技术的小功率电源优化设计方法。
该方法将电源中的市电电压转换时间设置成固定的常数，将电源单体上的任务调度依据电压的下降次数进行调整，消除了换能器谐振频率的漂移现象，完成了对小功率电源优化设计。
该方法效果好，但使用不灵活。
文献（张宁，等.超声波功率对氩弧熔覆一喷射Ti （C ，N ）增强镍基复合涂层组织和性能的影响）提出了一种基于反激的小功率电源设计方法。
该方法先依据电源的使用环境，设定输出电源范围，选定超声波变压器磁芯，以此为依据完成对小功率电源设计。
该方法简单，但存在耗费成本较大的问题。
针对上诉情况，提出了一种基于BUCK 变换器的LED 恒流源设计。
该设计具有电压稳定、功率低、使用灵活等特点，可以很好的满足LED 灯的工作要求。
1 主电路的设计1.1 BUCK变换器BUCK 电路一般可以在两种模式下进行工作，一种是电流连续的模式（CCM ），还有一种是电流断续模式(DCM)，断续模式下电流会降到0，电流的波形是一种三角形，而在连续模式下，电流不会降为0，电流的波形在这种模式下是呈现一种梯形波。
led灯驱动电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）
led灯驱动电源电路图大全（六款模拟电路设计原理图详解）led灯驱动电源电路图（一）电路工作原理LED楼道灯的电路如下图所示。
电路由电容降压电路、整流电路、LED发光电路和光电控制电路等部分组成。
220V交流电经电容C1、R1降压限流后在A、B两点的交流电压约为15V，由VD1～VD4.进行整流，在C2上得到约14V的直流电压作为高亮度发光二极管VD5～VD8的工作电压，发光二极管的工作电流约为14mA。
由于电容C1不消耗有功功率，泄放电阻消耗的功率可忽略不计，因此整个电路的功耗约为15&TImes;0.014≈0-2（W）。
为了进一步节省电能和延长高亮度发光二极管的使用寿命，电路中加入了由光敏电阻R2、电阻R3和三极管VT1等组成的光电控制电路，在夜晚光敏电阻R2的阻值可达100K以上，这时C2两端的电压经R2、R3分压后提供给VT1基极的直流偏置电压很小，VT1截止，对发光二极管的工作没有任何影响；白天时，由于光电效应的作用，R2的阻值可减小到1OK以下，这时VT1导通并接近饱和，由于通过C1的电流最大只能达到15mA，由于VTl的分流，C2上的电压可下降到4V以下。
led灯驱动电源电路图（二）LED驱动电源的具体要求LED是低压发光器件，具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。
对于市电交流输入电源驱动，隔离输出是基于安全规范的要求。
LED驱动电源的效率越高，则越能发挥LED高光效，节能的优势。
同时高开关工作频率，高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。
高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。
10W以下功率LED灯杯应用方案目前10W以下功率LED应用广泛，众多一体式产品面世，即LED 驱动电源与LED灯整合在一个灯具中，方便了用户直接使用。
典型的灯具规格有GU10、E27、PAR30等。
针对这一应用，我们设计了如下方案（见图1）图1：基于AP3766的LED驱动电路原理图该方案特点如下：1.基于最新的LED专用驱动芯片AP3766，采用原边控制方式，无须光耦和副边电流控制电路，实现隔离恒流输出，电路结构简单。
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低压LED灯逆变电源设计
作者：董英龙
来源：《发明与创新（职业教育）》 2020年第2期
董英龙
（黑龙江职业学院，黑龙江哈尔滨150000）
摘要：本文设计了一种以 STM32F103VET6 芯片为核心控制系统的低压LED控制电路，采用全桥拓扑结构设计了LED启动电路与工作电路（采用全桥逆变电路），在逆变电路中选择了
产生SPWM波形的专用芯片（PIC18F4580型号的专用单片机），实现了 12V交流波的稳定输出。
实验结果表明，该电路系统可以得到频率约为50.86Hz、电压约为12.6V的稳定交流电，可以
为LED照明灯提供一种高品质的交流电源。
关键词：STM32；全桥逆变；SPWM；低频变压
在国内外的花园、庭院与旅游景点，为LED照明提供电源的除了有220V交流电源与新型的太阳能电源，还有一种是把交流220V电源转化为交流12V的低压电源。
随着生活水平与运营能力不断提高，企业更需要高质量的电能，而逆变电源是该控制系统最重要的组成部分，研究一
种稳定的12V交流电源是十分有意义的。
一、系统结构
本文采用的是高性能STM32F103VET6 芯片为核心的控制模块，总体分为三个部分：整流部分，逆变部分和滤波部分。
220V市电先进入整流模块，变为直流电，再经过逆变部分，在主控
芯片的控制下产生SPWM信号，变为12V交流电，最后经过滤波部分，为LED灯提供稳定电源。
二、LED灯的参数需求
（一）输入的是220V交流电，频率=50，相电压为=220。
（二） LED灯电源的输出为：电压12（AC），电流I =2 A ，功率，频率f1 =50H z。
下面是主电路关键性器件的选择方案，选择器件部分在整个设计中是不可或缺的第一步，
它的正确与否是本设计安全输出12V交流电的关键，下面先从理论公式计算出本设计方案需要
的各项参数：
1.从电网输出的220V市电并不是非常稳定的，输入大约有15％的误差，也就是220，线电压值为187~253；
2.因为本文在负载上得到的直流电压是不用调节的电路，所以本文选择成本更低的由无控制功能的整流二极管组成的整流电路，它电压的平均输出为式（2-1）：
3.根据桥式整流的计算公式，，所以为264~358；
4.电能经过变压等一系列电路后是有功率损耗的，这里把电源转换效率设定为95%，可以根据公式求得输入功率为：
（2-2）
5.整流时的电流最大值为；
6.根据公式求得输入时的滤波电容的能量值为：
三、系统硬件设计
（一）逆变电路
由于LED灯为220V交流电源提供电能，但是它需要12V交流电供电，所以220V交流电源需要先经过前期滤波电路，滤除毛刺，再经过整流模块变为直流电源。
本文按照LED灯的供电需要，选用了电压型的全桥逆变电路。
逆变电路的种类是因其内部构件不同分为两种，电压型逆变电路和电流型逆变电路。
又根据储能元件的不同差异，电压型逆变电路是选用电容器C，电流型逆变电路是选用电抗器L。
在总体电路上，电压型逆变器中连接多个保护作用的钳位二极管，再根据需求并联电容，这样才能保证输出的电流近似为正弦波形。
把幅值为的矩形波按照傅里叶级数展开如下式（3-1）：
本文的电压型逆变电路是由8个高性能IGBT管，4个钳位二极管，6个电解电容和若干电阻组成。
本文选用4个IGBT管作为LED灯冗余的作用，它们分别是Q1、Q2、Q7、Q8，把2个G4PH40UD并联在一起，虽然增加了一倍的成本，但因为IGBT器件很容易由于过电流或过电压被击穿，使其损坏，当有IGBT因故障损坏时，2个并联的IGBT器件更容易更换，达到冗余目的，不需要停电更换器件，从而减少企业损失。
剩下一组3、4、5、6为G4PH50UD型号的IGBT 管，因其是一直处在工作状态，所以选用电压电流阈值更高的型号，在电路中起到逆变开关作用，而1、2、7、8号不需要长时间工作，所以选择低端型号可以减少成本。
（二）SPWM技术及原理（面积等效原理）
根据上式（3-1）把的矩形波按照展开成傅里叶级数，根据（3-2和3-3）式得出基波的有
效值和幅值，当电阻电感为负载时，基波的电流为：
在本文中，主要是利用此单片机的专用SPWM功能设计出LED电源需要的SPWM输出。
四、实验与结果
从图1的示波器显示我们可以看到，电压输出波峰最大值为12.6，频率为50.86Hz，均方
根为11.8V，满足LED灯点亮要求。
参考文献
[1] 董英龙.低频大功率开关电源的研究[D].哈尔滨理工大学，2015.
[2] 谢新月.基于IGBT逆变器的大功率直流稳压电源[J].湘南学院学报，2010，31（5）：47-50．。