LED照明用恒流電源的實現

選用小功率功率因數校正芯片MC33260，它工作在電流臨界模式。MC33260應用簡單可靠。通過電流檢測和電壓反饋，通過PI調節來保持電壓恒定。通過對開關管的PWM控制來得到所需要電壓。可實現0.998的功率因數校正和輸出穩定直流電壓的功能。

圖4 功率因數校正模塊

5 自動調光電路設計，開機沖擊電路與EMI抑制電路設計

自動調壓電路采用光敏電阻作為感光元件，利用比較強將光的強弱轉換為高低電平信號，使用單片機內置的ADC將這個電壓信號采回單片機，當光照強度較高時，單片機控制切換為恒流模式，設置的負載電流值為100mA，使LED的亮度隨光照強度的增大而減少。

開機沖擊電路采用熱敏電阻串聯在電源輸入端，溫度較低時電阻很大，隨著電阻發熱溫度升高，電阻逐漸變小，達到抑制開關沖擊電流過大的目的。

EMI抑制電路是利用電感和電容的特性，使平率為50Hz左右的交流電可以順利通過濾波器，但高于50Hz以上的高頻干擾雜波被濾波器濾除，這就使開關電源產生的高頻諧波被濾掉而不會污染電網。

圖5 開機沖擊電流和EMI抑制模塊

三、理論分析與計算

1 恒流控制方法和參數計算

將一個電阻值較小的采樣電阻串聯在LED負載與低之間，設流過LED的電流為I，則采樣電阻兩端的電壓：

其中R0為采樣電阻的電阻值，取R0=Ω。一級跟隨之后電壓不變，后為一級同相放大電路，放大倍數為：

后為一級跟隨，電壓不變，因此返回PWM控制芯片的電壓為：

單片機通過DAC給PWM控制芯片一個參考的基準電壓UREF，經過PWM控制芯片的調節占空比來調節副邊繞組的電壓進而實現調節負載電流。經過閉環負反饋的調節作用，使U0=UREF，此時流過負載的電流值為：

只要時單片機DAC模塊的輸出電壓根據上面的式子調整，就會使負載工作在某一個需要的恒定電流值上。

2 隔離變壓器的設計計算

功率因數校正電路輸出的電壓為55V，要求負載為10只串聯的LED燈，實測正常工作時的電壓為34V左右，可得變壓器的變比約為：

由于PWM控制芯片輸出占空比范圍為0%~50%，因此實際取原邊45匝，副邊56匝，變比為1.24。

3 提高效率的方法

選擇合適的主回路拓撲，使用盡可能少的元器件，降低開關頻率;主電路選擇導通損耗小的開關器件;測量及控制電路在設計時盡可能使用工作電壓低的元器件;控制電路盡可能使用數字方法實現等都可以有效地提高系統的效率。

4 濾波參數計算

反激式電壓變換器需要輸出的為直流量，因此盡量應濾掉所有諧波，使用 LC 無源低通濾波電路即可滿足要求，反激式變換器的開關頻率為32kHz，設計濾波器的截止頻率應低于32KHz，即：

由于該系統為恒流系統，應取較大的L 值，并適當減小C 的值，據此設定L、C 值。選用470μF 的電解電容，根據計算得出電感值約為0.78mH，采用自制的工字型濾波電感。

四、測試方案與測試結果

1 測試儀器與設備

(1)工頻變壓器

(2)四位半數字萬用表DT9203

(3)安捷倫示波器DSO5012A