基于MIP553的高亮度LED驅動電源設計

　　BUCK變換器及其優勢

　　Buck變換器又稱為降壓變換器、串聯開關穩壓器、三端開關型降壓穩壓器，是一種輸出電壓等于或小于輸入電壓的單管非隔離DC/DC變換器。

　　工作中的輸入電流is,在開關閉合時，is>0;在開關打開時，is=0,故is是脈動的，但輸出電流io在電感、二極管、電容的作用下卻是連續的、平穩的。特別適合為LED提供工作電流。

　　FRD1的選擇標準：額定電流大于2倍的輸出電流，額定電壓大于輸入電壓，其反向恢復時間也要在100ns以內，考慮裕量，FRD1的參數為：15A,600V,trr=50ns.用類似的方法選擇T1和Cout,那么其參數分別為：T1:680μH;Cout:1μF,50V.

　　穩壓二極管DD1

　　在低輸入電壓的某范圍內，若沒有像DD1的這種反向裝置，那么在開關關斷的瞬間將會有反向電流流過IPD,而IPD是不允許有這種電流的，因為這種反向電流將會導致IPD的損壞。

　　DD1所受到的各應力：IDD>2·Io=2×0.35=0.7A,UDD>Uo,反向恢復時間trr<100ns.考慮裕量，其選擇的參數為：3A/60V/75ns.

　　保護電路

　　MIP553內置過壓、過流、過熱、LED短路的保護電路，但并無LED開路時保護電路的設計。LED開路時的保護電路的思想主要有穩壓二極管保護、三極管保護、偏壓線圈保護等，考慮到成本和結構，文中選擇具有穩壓二極管的保護電路。其電路圖如圖3所示。當LED開路時，輸出電壓上升，若輸出電路有穩壓二極管的保護電路，那么穩壓二極管將LED的電壓嵌位在二極管的壓降之下，這樣就能防止輸出電容的毀壞。

　　控制電路的設計

　　控制電路由MIP553及其外圍電路組成，如圖4所示。

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　　MIP553芯片實現寬電壓85~277V/AC輸入，內置MOS,結構簡單、穩定，可不需要電解電容，支持隔離或非隔離方案，單電源輸出功率6~30W,恒定電流輸出<1A.電源具有過壓、過流、過熱保護功能，安全穩定性高，體積小，發熱量低，電源效率≥80%,功率因數≥95%,THD<20%.

　　MIP553的漏極電流由引腳CL和EX控制，因此連接這兩個引腳的電阻RCL、REX的設置將直接影響漏極電流的大小。最大漏極電流可由REX來確定，考慮到這個最大漏極電流要流經LED,因此設置參考值時應該注意。

　　REX=(VDD(ON)-VEXH)/IEX=(6.5-2.8)/103=36kΩ (3)

　　其中，假設輸入電壓100V,輸出電壓28V,電流：400mA,最大漏極電流設為1.0A.

　　CVDD、CEX、CCL的作用是穩定MIP553的運行、抑制外部噪聲。因此，其值要選擇得當。CVDD,穩定VDD的電壓、抑制LED的閃爍，特性不受溫度影響、不產生額外的噪聲，參考標準值為1~10μF之間;CEX,抑制外部噪聲進入EX引腳，其參考標準值在470~1000pF之間;CCL,抑制外部噪聲進入CL引腳，如果其值太大的話，那么pF值將會受到嚴重的影響，因此其值應小于1000pF.

　　仿真結果

　　利用Multisim對電路進行仿真，得到的結果如圖5所示。

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　　從圖5中可以看出，輸出電壓穩定在27V,電流穩定在0-35A,符合設計要求。

　　本文介紹了利用MIP553進行設計的LED驅動電源，并通過仿真證明了其輸出電流的穩定性，有很好的應用前景。