基于NCP1652的90W+LED驱动电源设计.pdf

基于NCPl652的90WLED驱动电源设计 周有平1 罗中良2陈国杰1 (1．佛山科学技术学院；2．惠州学院) LED驱动电源。针 摘要：本文采用反激式设计方法，利用单级PFC控制器NCPl652设计了90W 对单级PFC反激式开关电源的变压器的特殊结构，按照高效率，低EMI．的基本要求，设计了变 波器，实现电源的电磁兼容传导干扰符合GBl7743标准要求。整个驱动电源实现工作电压为 关键词：LED驱动：单级PFC；单端反激；NCPl652：EMC 0引言 LED照明作为新一代的照明技术以其节能、环保等独特优势得到人们越来越多 的青睐。近年来，大功率LED照明更是被广泛地应用于通用照明、路灯照明、太阳 能景观灯以及汽车车灯照明等不同领域，显示出了大功率LED照明技术潜在的巨大 市场…。作为LED照明系统中不可缺少的一部分，具有功率因数校正(PFC)功能的 LED照明驱动电路也得到极大的发展[2]。其中单级PFC控制IC具有体积小、成本 低、可靠性好，结构简单等优点。针对单级PFC反激式开关电源的变压器的特殊结 构，本文按照高效率，低EMI的基本要求，设计并实现了适合单级PFC反激式开关 电源的变压器，使其具有较高的传输效率，较低的EMI和温升，同时为降低电源的 传导EMl，优化了电源PCB的EMC设计。为了达到提高功率因数的目的，本交采用 单级PFC控制器NCPl652设计了90W 为48V／2A。经实验测试，该设计电路工作正常，且功率因素达到0．98。 1．基于反激变换器的单级PFC电路设计 1．1系统总体设计 单级PFCLED驱动电路的原理框图如图1所示，白市电输入EMI滤波及整流电 J 路、主电路、控制电路、反馈取样和输出滤波电路组成日1。 其中，输入EMI滤波整流电路是在AC／DC电源的标准输入电路中的整流桥之后 只使用一个小电容滤除高频。同时，为了使AC／DC电源符合EMI标准，使用EMI滤 波器减小电源内部对电网的干扰，并能抑制电网对电源的干扰。此外，为了保护供 ．421． 电系统的安全和电路中元件的安全，还应添加熔丝、热敏电阻及压敏电阻组成的保 ● 护电路。系统中的功率变换主电路是一个DC／DC变换器，实现将整流电路的半波输 出到恒压的直流输出。系统中的控制电路通过控制电路对开关管的开通和关断进行 控常IJ完成对开关变换器进行功率因素校正，使得输入电流波形跟随输入电压成正弦 r 波，提高PF值H咱1。对于单级PFC电路来说，控制电路不仅要实现功率因数校正， 而且要对输出电压进行调节，反激变换嚣是输入输出隔离的，所以需要一个隔离的 反馈电路将输出信号反馈给控制电路，以便对主电路进行控制，及时调节输出电压。 系统中的输出滤波电路是实现平滑的输出电压，输出端需要使用大电容进行滤波。 然而，通常情况下，反激式开关电源的输出电压质量仅仅靠一级滤波电容器是不能 得到令人满意的结果的通常需要在反激变换器的主储能电容后再加上小型LC滤波 电路。详细电路设计如图2所示。 图1单级PFCLED驱动电路框图 一422． 图2 NCPl652单级PFC电路图 1．2珊I滤波器的设计 由于单级PFC反激式电源的MOS管承受的电压应力太高，电源的体积小、结构 简单、电流峰值较高，电源效率较低等因素导致电源电磁干扰较强，电源的EMC设 计较难实现…，性能优良的电源EMI滤波器设计十分复杂。由于单级开关电源的电 磁干扰比较强，设计采用两级共模电盛滤波，脒I滤波器如图3所示。 ．抖制伴誊蚓÷ 图3两级共模电感EMI滤波器 其中CXl、CX2为差模电容，用来滤除差模干扰。CYl、CY2是共模电容，与大 地形成