一種PWM平均電流Buck高效率AC/DC LED驅(qū)動(dòng)芯片的研究與設(shè)計(jì)
發(fā)布時(shí)間:2021-02-28 11:35
白光LED照明發(fā)光效率高,節(jié)能環(huán)保,被廣泛用于家用照明和戶外照明。LED工作在恒流的條件下更能發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn),因此需要設(shè)計(jì)良好的驅(qū)動(dòng)電路,使其工作在恒流狀態(tài)。針對(duì)LED恒流驅(qū)動(dòng)的要求,設(shè)計(jì)了一款高效率,高恒流精度的脈沖寬度調(diào)制(Pusle Wildth Modulation)平均電流Buck AC/DC驅(qū)動(dòng)芯片。芯片采用非隔離降壓Buck結(jié)構(gòu),減少了變壓器的使用,降低了整個(gè)系統(tǒng)電路的體積和成本。本芯片采用直接檢測(cè)輸出電流的方式通過誤差放大器的輸出端的外接電容實(shí)現(xiàn)平均電流模式,方法較為簡單有效,也通過這個(gè)電容實(shí)現(xiàn)環(huán)路的補(bǔ)償。芯片采用單級(jí)功率因素校正(Power Factor Correction),利用主電路Buck結(jié)構(gòu)作為功率因素校正的主控回路,實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的快速調(diào)節(jié),并使輸入電流跟隨輸入電壓的變化,實(shí)現(xiàn)功率因子校正。采用較新的對(duì)采樣電感電流進(jìn)行兩次積分的方式產(chǎn)生斜坡電壓,實(shí)現(xiàn)高效率,同時(shí)既增大了上升斜率保持了電路的穩(wěn)定性又提高了恒流精度。整個(gè)芯片電路主要由PWM邏輯模塊、功率管驅(qū)動(dòng)模塊、保護(hù)電路模塊、基準(zhǔn)電路模塊、振蕩器模塊幾大模塊組成。PWM邏輯模塊主要實(shí)現(xiàn)外部功率管的關(guān)斷,逐周期限...
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
脈沖寬度VFB為采樣輸出端的電壓,一般通過電
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文生輸出 Vea,送入 PWM 比較器的一邊與另一邊輸入的斜坡電壓比較共同產(chǎn)生功管的驅(qū)動(dòng)脈沖,控制外部功率管的打開和關(guān)閉。因?yàn)?Vea與電感電流反向,所以由 Vea的下斜坡和斜坡電壓的上斜坡產(chǎn)生功率管關(guān)斷信號(hào),平均電流模式本身具一定的斜坡補(bǔ)償作用[20]。平均電流模式實(shí)際上是在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)電感電流的小號(hào)模型進(jìn)行積分,然后用積分輸出對(duì) PWM 脈沖進(jìn)行控制。
圖 3-1 芯片的內(nèi)部電路功能結(jié)構(gòu)圖電路系統(tǒng)整體工作原理:芯片啟動(dòng)過程中,通過外置啟動(dòng)電阻和啟動(dòng)電容給通過芯片電源 VCC 引腳給芯片上電,欠壓鎖定電路 UVLO 開始工作,當(dāng) VCC 達(dá)到 UVLO 閾值 15V 時(shí),芯片開始給電路內(nèi)部供電,芯片開始工作。帶隙基準(zhǔn)開始工作,給電路中其它部分提供參考電壓;LDO 開始工作,為邏輯部分提供電壓;振蕩器開始工作,輸出振蕩頻率,周期性的打開和關(guān)閉功率管;EA 誤差放大器輸出低電平,振蕩器輸出高電平時(shí)打開驅(qū)動(dòng)管,輸入開始向輸出端傳遞能量,輸出電流開始上升,外部 CS 采樣電阻開始采樣輸出電流,開始產(chǎn)生斜坡電壓;當(dāng) CS 采樣電阻上的電壓達(dá)到 0.2V的參考電壓時(shí),不斷給 EA 輸出端的 COMP 腳的外接電容充電,EA 誤差放大器輸出高電平,這時(shí)當(dāng)斜坡電壓未達(dá)到 EA 的輸出電壓時(shí),PWM 比較器輸出高電平,RS 觸發(fā)器清零,驅(qū)動(dòng)電路輸出低電平,外部功率管關(guān)閉。在振蕩器的作用下,下一個(gè)振蕩脈沖來時(shí)又打開外部功率管,這樣每周期通過振蕩器打開功率管同時(shí)通
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從2012廣州國際照明展看LED電源發(fā)展趨勢(shì)[J]. 羅廷. 中國科技財(cái)富. 2012(09)
[2]芯片內(nèi)一種與溫度無關(guān)的RC振蕩器的設(shè)計(jì)[J]. 王立龍. 電子世界. 2012(06)
[3]DC-DC變換器中一種高性能振蕩電路的設(shè)計(jì)[J]. 耿銘慈,馮全源. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2008(11)
[4]新一代開關(guān)電源發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李文才,魯傳峰. 能源技術(shù)與管理. 2008(05)
[5]一種CMOS張弛振蕩器的設(shè)計(jì)與分析[J]. 馮勇,劉詩斌,高艷麗. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2008(09)
[6]定電流對(duì)LED的重要性[J]. 楊安發(fā). 照明工程學(xué)報(bào). 2004(03)
[7]開關(guān)電源技術(shù)最新發(fā)展動(dòng)向[J]. 岳云. 今日電子. 2004(09)
[8]電流環(huán)控制的降壓PWM開關(guān)電源系統(tǒng)的建模分析[J]. 吳霜菊,吳金. 電子器件. 2003(04)
[9]開關(guān)電源中的功率因數(shù)校正[J]. Charles Mullett,Alan Ball. 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用. 2003(06)
[10]通信開關(guān)電源的五種PWM反饋控制模式研究[J]. 華偉. 通信電源技術(shù). 2001(02)
本文編號(hào):3055794
【文章來源】:電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:88 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
脈沖寬度VFB為采樣輸出端的電壓,一般通過電
電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文生輸出 Vea,送入 PWM 比較器的一邊與另一邊輸入的斜坡電壓比較共同產(chǎn)生功管的驅(qū)動(dòng)脈沖,控制外部功率管的打開和關(guān)閉。因?yàn)?Vea與電感電流反向,所以由 Vea的下斜坡和斜坡電壓的上斜坡產(chǎn)生功率管關(guān)斷信號(hào),平均電流模式本身具一定的斜坡補(bǔ)償作用[20]。平均電流模式實(shí)際上是在一個(gè)周期內(nèi)對(duì)電感電流的小號(hào)模型進(jìn)行積分,然后用積分輸出對(duì) PWM 脈沖進(jìn)行控制。
圖 3-1 芯片的內(nèi)部電路功能結(jié)構(gòu)圖電路系統(tǒng)整體工作原理:芯片啟動(dòng)過程中,通過外置啟動(dòng)電阻和啟動(dòng)電容給通過芯片電源 VCC 引腳給芯片上電,欠壓鎖定電路 UVLO 開始工作,當(dāng) VCC 達(dá)到 UVLO 閾值 15V 時(shí),芯片開始給電路內(nèi)部供電,芯片開始工作。帶隙基準(zhǔn)開始工作,給電路中其它部分提供參考電壓;LDO 開始工作,為邏輯部分提供電壓;振蕩器開始工作,輸出振蕩頻率,周期性的打開和關(guān)閉功率管;EA 誤差放大器輸出低電平,振蕩器輸出高電平時(shí)打開驅(qū)動(dòng)管,輸入開始向輸出端傳遞能量,輸出電流開始上升,外部 CS 采樣電阻開始采樣輸出電流,開始產(chǎn)生斜坡電壓;當(dāng) CS 采樣電阻上的電壓達(dá)到 0.2V的參考電壓時(shí),不斷給 EA 輸出端的 COMP 腳的外接電容充電,EA 誤差放大器輸出高電平,這時(shí)當(dāng)斜坡電壓未達(dá)到 EA 的輸出電壓時(shí),PWM 比較器輸出高電平,RS 觸發(fā)器清零,驅(qū)動(dòng)電路輸出低電平,外部功率管關(guān)閉。在振蕩器的作用下,下一個(gè)振蕩脈沖來時(shí)又打開外部功率管,這樣每周期通過振蕩器打開功率管同時(shí)通
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]從2012廣州國際照明展看LED電源發(fā)展趨勢(shì)[J]. 羅廷. 中國科技財(cái)富. 2012(09)
[2]芯片內(nèi)一種與溫度無關(guān)的RC振蕩器的設(shè)計(jì)[J]. 王立龍. 電子世界. 2012(06)
[3]DC-DC變換器中一種高性能振蕩電路的設(shè)計(jì)[J]. 耿銘慈,馮全源. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2008(11)
[4]新一代開關(guān)電源發(fā)展趨勢(shì)[J]. 李文才,魯傳峰. 能源技術(shù)與管理. 2008(05)
[5]一種CMOS張弛振蕩器的設(shè)計(jì)與分析[J]. 馮勇,劉詩斌,高艷麗. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制. 2008(09)
[6]定電流對(duì)LED的重要性[J]. 楊安發(fā). 照明工程學(xué)報(bào). 2004(03)
[7]開關(guān)電源技術(shù)最新發(fā)展動(dòng)向[J]. 岳云. 今日電子. 2004(09)
[8]電流環(huán)控制的降壓PWM開關(guān)電源系統(tǒng)的建模分析[J]. 吳霜菊,吳金. 電子器件. 2003(04)
[9]開關(guān)電源中的功率因數(shù)校正[J]. Charles Mullett,Alan Ball. 電子設(shè)計(jì)應(yīng)用. 2003(06)
[10]通信開關(guān)電源的五種PWM反饋控制模式研究[J]. 華偉. 通信電源技術(shù). 2001(02)
本文編號(hào):3055794
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