【仪器仪表商情网 技术分析】这个电路虽然简单,但是应用非常广泛,在国内9W以下的LED驱动电源中,几乎都是它的天下,而目前没见到理想而详细的原理分析,大家在详细了解它的工作原理后,将会给这种电源的设计工作带来便利,也可以改善已有的设计电源。
首先给出的是阻容式LED驱动电源原理图:
图1. 阻容式LED驱动电源原理图
一、元件解说1.L和N线是连接市电的输入,可以根据各国自己特定的电网电压和频率来设计元器件的参数,一般说来,每种电源不能在各种市电上通用的,只能根据特定的电网电压和频率使用;
2.C1是降压电容,如果电网电压直接加在LED上,由于LED是电压型的负载,当电网的电压大于LED电压的时候,从理论上说,LED的电流会无限增长,LED在瞬间将遭到烧毁,所以需要一个电容通过充放电来抵消输入电压的增长,使电网加在LED上的电压不会太大,从而使得通过LED的电流在允许的范围内,从这个意义上来说,电容也有镇流的作用,它可以防止通过LED上的电流过大;
3.R1是阻值很大的电阻,在电路工作的时候,基本不起作用,耗电也很少,只是在断开市电时候,给电容C1放电用的;
4.D1-D4这4个二极管大家都知道做全波整流用,这里就不多说了;
5.C2是把市电经过整流后变成的脉动直流电进行滤波,变成较为平滑的直流电,给LED供电,减小LED灯电流的纹波;
6.D5即是LED光源,提供发光照明用。
二、电路工作原理
图2.市电电压(粉红色)和通过电容C1(黄色)电流的波形当市电加到L,N两端的时候,上电的瞬时之间,C1上无电荷,可以看作是短路的,市电就通过D1-D4桥式整流和C2的滤波后,给LED供电,LED开始发光,随着时间的推移,C1上的电荷逐渐增加,同时C1上两段的电压也逐渐增加,这个电压对LED来说,有抵消电网点压的作用,同时也会限制电流的进一步增加,因此这个电容也有镇流的作用,当随着电网的电压逐渐上升,电容C1上的电压完全抵消电网电压的时候,电网就没再能提供电流给LED,这时通过电容的电流为0,如图3箭头所示。
图3.电容C1上充满电,C1和LED上的电压之和可以完全抵消电网的电压的瞬时
当电网供电的电流为0时,这时LED使用的是储存在C2里的电能,靠这个电能来维持发光,当电网的电压到达顶峰后下降,下降到低于电容C1和LED电压之和的时候,电容C1开始放电,产生放电电流,这个放电的时间点如图4箭头所示。
图4.电容开始放电的瞬时
有一点提请大家注意了,这个放电电流不是在过零点之前放完的,而是在过零点之后才放完的,在过零点的时候,C1上的电压差不多是大于LED的电压一点,这样就在过零点的时候维持C1的电流,过了零点后,电网电压反转,加在LED上的电压是电网电压和电容C1电压之和,因为电容处于放电状态,这样维持到电容C1上电压反转直到电容C1和LED上电压之和等于电网电压的时候,C1上的电流又为零,如此反复进行下去,灯就是这样维持工作状态的,上面的加一句,这些都是通过D1-D4桥式整流滤波后提供给LED的。