作為一種新型的節(jié)能、環(huán)保的綠色光源產(chǎn)品,，LED擁有廣闊的市場前景,。市場現(xiàn)階段已經(jīng)出現(xiàn)上千款LED驅(qū)動IC。其中我們遇到比較多的是單芯片線路結(jié)構(gòu)(圖1a)。
根據(jù)IC的數(shù)據(jù)表可知,，這類IC為工作于PWM方式的高效LED驅(qū)動控制電路,，借助于外部電路，能適應(yīng)從8V到450V 的寬輸入電壓范圍,。通過外部的電阻(或電容)可設(shè)定固定頻率控制外部功率MOS管,，以恒流的方式可靠地驅(qū)動LED串。LED的電流可以通過選擇恰當(dāng)?shù)南蘖麟娮鑱碓O(shè)定,。同時提供線性調(diào)光功能,，支持低頻可變占空比的數(shù)字脈沖(PWM)調(diào)光功能。
根據(jù)應(yīng)用場合和按照不同的標(biāo)準(zhǔn),，其驅(qū)動方案可以分為三種,。
按照PWM調(diào)節(jié)方式，可以分成恒定頻率和恒定關(guān)斷時間兩類(圖1),。
在穩(wěn)定狀態(tài)下加在電感兩端的電壓乘以導(dǎo)通時間等于關(guān)斷時刻電感電壓乘以關(guān)斷時間：Von*Ton=Voff*Toff,，即(Vin-Vo)*Ton=Vo*Toff。
從電感的計算公式可以看出這兩者之間的差異性,，圖1a中的電感計算式為L = (Vin–Vo) * Ton /ΔI ,，圖1b中的電感計算式為L＝Vo*Toff/ΔI。Io=Ip-ΔI /2,。如圖2所示電流波形示意圖,，電感確定后，圖2a中輸入電壓Vin變化導(dǎo)致紋波電流ΔI變化,，以致輸出電流變化,；圖2b中的紋波電流ΔI與輸入電源電壓無關(guān)。因此在電壓波動較大的寬電壓應(yīng)用環(huán)境下,，使用恒定關(guān)斷時間電路方式,。
按照是否隔離，可以分成隔離和非隔離兩類,。
隔離和非隔離驅(qū)動方式主要針對市電交流輸入而言,。當(dāng)采用圖3a的非隔離方式時，建議工作在電流連續(xù)模式,；當(dāng)采用圖3b的隔離方式時,，建議變壓器工作在非連續(xù)方式(即每個周期結(jié)束時，變壓器無剩磁),，這樣可以保證每次開關(guān)周期,，變壓器原邊傳送給副邊的能量相同(與電源電壓無關(guān))。
圖3b隔離方式為反激式電路結(jié)構(gòu),，當(dāng)Q1導(dǎo)通時,，原邊繞組電流增加，副邊繞組無電流，負(fù)載通過C2續(xù)流,。當(dāng)Q1關(guān)斷時,，副邊繞組導(dǎo)通，變壓器存儲的能量通過副邊繞組釋放為負(fù)載,。變壓器轉(zhuǎn)移功率P＝1/2*Imax*Imax*L*Fosc,。采用這種隔離方式時，必須注意副邊不在環(huán)路控制中,，有可能出現(xiàn)大電流從而損害LED,。使用時必須增加保護(hù)電路限流。
按照電源類別,，可以分成交流和直流兩類,。
當(dāng)交流市電作輸入時，只需要將電源電壓整形濾波后接入直流應(yīng)用電路,。
基于AX2028的LED驅(qū)動電路設(shè)計
LED產(chǎn)品對其驅(qū)動電源的要求包括：穩(wěn)定,、可靠、高效,、通用,。AX2028是一款LED驅(qū)動恒流控制芯片，系統(tǒng)應(yīng)用電壓范圍為12VDC至600VDC,，占空比為0～100%,，固定關(guān)斷時間工作模式。它支持交流85V～265V輸入,，非隔離和隔離應(yīng)用方案,。AX2028采用獨(dú)特的技術(shù)進(jìn)行恒流控制和補(bǔ)償方法，使LED電流在交流85V～265V范圍內(nèi)變化小于±3％,。AX2028采用優(yōu)化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，使得系統(tǒng)效率高于92％,?？蓮V泛應(yīng)用于E14、E27,、PAR30,、PAR38、GU10等燈杯和LED日光燈,。
AX2028具有多重LED保護(hù)功能,，包括LED開路保護(hù)、LED短路保護(hù),、過溫保護(hù),。在系統(tǒng)故障出現(xiàn)的時候，電源系統(tǒng)進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)，直到故障解除,，系統(tǒng)又重新進(jìn)入正常工作模式,。
在AX2028_TUBE_18W非隔離應(yīng)用設(shè)計(圖4)中，LED光源陣列設(shè)計為0.06W白光LED(SMT或草帽燈)24個串聯(lián),、12串并聯(lián)的方案,，驅(qū)動288個小功率WLED，總功率為18W,。
電路采用了EMI抑制電路,、整流濾波電路、填谷PFC電路,、AX2028恒流系統(tǒng)電路來驅(qū)動LED工作,。
AX2028_TUBE_12W簡化板應(yīng)用方案的性能指標(biāo)如下：
寬電壓AC 85～265v；輸出 12串12并
電流220MA±1MA(輸出電流可調(diào))
電壓調(diào)整率：1%
負(fù)載調(diào)整率：3%
電源效率＞88%
PFC＞0.92
THD＜45
短路保護(hù)
開路保護(hù),；空載輸出限壓＜48V(限壓可調(diào))
MOS溫升＜20℃
規(guī)格指標(biāo)：
單面PCB布局
190mm*16mm*11mm,，適合T8、T10,、日光燈管
不易導(dǎo)致器件虛焊,，貼片采用豎式排列
無噪聲
采用獨(dú)特電路結(jié)構(gòu)，無閃爍
高性價比
對于非隔離的燈具,，其設(shè)計原理可延用上述LED日光燈應(yīng)用典型方案設(shè)計思路經(jīng)行選擇,，改變LED光源排列方式，則可以變換成各種不同形式的LED燈具,。針對各種LED燈具對驅(qū)動電源的不同要求,，可以改變電源的輸出特性設(shè)計來滿足各不相同的需求。AX2028可應(yīng)用于設(shè)計隔離與非隔離的球泡燈,、PAR燈,、筒燈、嵌燈,、洗墻燈,、臺燈、可控硅調(diào)光燈等LED光源燈具的驅(qū)動電源,。
本文小結(jié)
AX2028在設(shè)計上的重大改進(jìn)使得性能更趨完善,，固定Toff工作模式、高占空比,、高達(dá)92%的效率,、高恒流精度等特性，使其更適用于LED照明燈具的驅(qū)動電源應(yīng)用,。