1、 年月日 15:42:24 基于 PSR 反激式 的 4W 7W LED 驱动设计开题报告 一、 4W-7W LED 照明的前景分析： LED 灯具有优于普通白炽灯，节能灯等其他照明设备的特点： 节能方面： LED 灯的驱动电路设计的输出功率可以达到 75%以上，而节能灯和白炽灯通常输出效率只有 30%左右，不环保，大大的浪费资源，在当今提倡节能、环保、绿色为主题的当今社会 LED 灯照明前景光明。 照明亮度：一颗 4W 的 LED 灯相当于 20W 白炽灯的亮度，照明效果非常显著 。 使用寿命： LED 灯通常情况下是普通灯的 3 5 倍，没有损坏灯的前提下它的使用寿命会更长。 4W 7W
2、LED 是现在 LED 灯使用最广泛的功率段，在景观照明及家用小功率电器方面应用的相当普遍，因此选此功率段使用前景广大。 二、 PSR 原边特性： PSR：英文全称为 Primary-side sensing and Regulation；中文即：变压器原边绕组反馈 规律； 原边反馈特性的优点： 1）、可以略去副边反馈中的 TL431 和光耦 PC817 等元器件，使电路成本降低。 2）、适用于输出电压低的拓扑电路中。 原边反馈特性的缺点： 1) 大电压输出时，若采用原边反馈则很容易使芯片超过工作电压，从而大致芯片工作不稳 定，或者损坏。 2) 、 原边反馈控制回路在大电压输出时不能很好的保持
3、输出电压的稳定，因原边反馈只适用于低压输出。 因此，采用 PSR 原边反馈特性主要考虑的是电路成本和小功率输出 的稳定性 。 三、 单端 反激式拓扑特点： 单端：指高频变压器的磁芯仅工作于磁滞回线的一侧。 反激：指开关管导通高频变压器初级绕组感应电压为上正下负，整流二极管处于截止状态，在初级绕组储能，当开关管截止时，变压器初级绕组中储存的能量通过次级绕组及整流二极管和电容滤波后向负载供电。 反激式结构的优点： 1) 、省略掉整流输出端的滤波和储能电感，使电路成本大大降 低； 2) 、 利用高频变压器原边储能，既可以降低损耗，又可以大大的节约空间。 因此反激式拓扑结构无论在成本、空间、功耗方面都
4、有很大的使用价值。 适合应用在小功率用电器上。在大功率时导致功耗很大，因此一般不再 25W 以上电路中使用。 反激式结构的缺点： 1）、 输出整流二极管的损耗非常大，单管 反激式变换器输出整流器工作于电流断续模式下，流过整流管的峰值电流和有效值电流比电流连续时的还要大， 由于二极管的导通时间对应的占空比仅有 0.5 左右，因此导通状态时流过的峰值电流和有效值电流最大，因此导通损耗最大。 2）、滤波电容器的损 耗无论在输入端还是在输出端都很大，反激式变换器有很大 年月日 15:42:24 开关频率的纹波电流。 3) 、单端反激式变换器由于要承担变压器和电感的双重作用，因此，反激式变压器损耗最大。
5、特别是电流断续性反激式变换器损耗最大，原因是，在此模式下磁芯的感应强度工作在最大感应强度范围内变化，所导致的磁滞回线损耗也将是最大。而电流连续模式下，磁芯最大感应强度中，有相当一部分 属于电流连续部分，这部分磁感应强度是不变的，因此不会产生铁损。 4）、输出电压纹波较大，外特性较差，适用于相对固定的负载。 因此，采用反激式主要考虑小功率输出时电路成本 最 低 ，可同时输出不同的电压，且较好的电压调整率 。 线性驱动 应用是一种最为简单和最为直接的驱动应用方式。在照明级白光LED 应用中 ,虽然存在着效率低、调节性差等问题 ,但是由于其电路简单、体积小巧 ,能满足一些特定的场合应用较多。 开关型
6、驱动 可以获得良好的电流控制精度和较高的总体效率 ,应用方式主要分为降压式和升压式两大类。降压式开关驱动是针对电源电压高于 LED的端电压或者是多个 LED 采用并联驱动情况下的应用。升压式开关驱动是针对电源电压低于 LED 的端电压或者是多个 LED 采用串联驱动情况下的应用。 一般认为 ,隔离型驱动安全但效率较低 ,非隔离型驱动效率较高 ,应按实际使用的要求来选。 目前设计一般的基本 LED 驱动 器照明应用相对较简单 ,但是如果还需要其它功能如相位控制调光和功率因子校正 (PFC),设计就变得复杂。无功率因子校正功能的非调光 LED 驱动器通常包含一个离线式开关电源 ,用于恒定电流下调节
7、输出。 LED 驱动器的后端架构包含一个具有短路保护功能的电流调节 电路。可以利用线性调节电路达到这一目的 ,然而这种方法本身效率低下 ,因此适用低输出电流 ,通常不会应用到多级架构中去。替代方法是使用简单的、具有电流回馈功能的降压稳压器电路 ,以便限制了输出电流超过期望的 LED 驱动电流。其抵消了总 LED 正向电压随温度和器件容差的变化 ,还限制了出现短路或其它故障条件时的电流 ,从而能够保护驱动器免遭损坏。 四、 设计流程安排： 第一阶段：熟悉阶段 1、 认识、了解开关电源基本拓扑结构 BUCK 电路； BOOST 电路； BUCK BOOST 电路； FLYBACK（反激式）电路； 2、 比较开关电源和线性电源的 区别 3、 熟悉各种电容 参数 贴片电容；铝电解电容；直插式电容；陶瓷电容；安规电容（ X 电容， Y 电容）； 4、 熟悉各种电阻 贴片电阻；直插式色环（金属氧化膜）电阻；碳膜电阻；水泥电阻； 5、 熟悉功率电感
