【儀器儀表商情網 技術分析】這個電路雖然簡單,但是應用非常廣泛,在國內9W以下的LED驅動電源中,幾乎都是它的天下,而目前沒見到理想而詳細的原理分析,大家在詳細了解它的工作原理后,將會給這種電源的設計工作帶來便利,也可以改善已有的設計電源。
首先給出的是阻容式LED驅動電源原理圖:
圖1. 阻容式LED驅動電源原理圖
一、元件解說1.L和N線是連接市電的輸入,可以根據各國自己特定的電網電壓和頻率來設計元器件的參數,一般說來,每種電源不能在各種市電上通用的,只能根據特定的電網電壓和頻率使用;
2.C1是降壓電容,如果電網電壓直接加在LED上,由于LED是電壓型的負載,當電網的電壓大于LED電壓的時候,從理論上說,LED的電流會無限增長,LED在瞬間將遭到燒毀,所以需要一個電容通過充放電來抵消輸入電壓的增長,使電網加在LED上的電壓不會太大,從而使得通過LED的電流在允許的范圍內,從這個意義上來說,電容也有鎮流的作用,它可以防止通過LED上的電流過大;
3.R1是阻值很大的電阻,在電路工作的時候,基本不起作用,耗電也很少,只是在斷開市電時候,給電容C1放電用的;
4.D1-D4這4個二極管大家都知道做全波整流用,這里就不多說了;
5.C2是把市電經過整流后變成的脈動直流電進行濾波,變成較為平滑的直流電,給LED供電,減小LED燈電流的紋波;
6.D5即是LED光源,提供發光照明用。
二、電路工作原理
圖2.市電電壓(粉紅色)和通過電容C1(黃色)電流的波形當市電加到L,N兩端的時候,上電的瞬時之間,C1上無電荷,可以看作是短路的,市電就通過D1-D4橋式整流和C2的濾波后,給LED供電,LED開始發光,隨著時間的推移,C1上的電荷逐漸增加,同時C1上兩段的電壓也逐漸增加,這個電壓對LED來說,有抵消電網點壓的作用,同時也會限制電流的進一步增加,因此這個電容也有鎮流的作用,當隨著電網的電壓逐漸上升,電容C1上的電壓完全抵消電網電壓的時候,電網就沒再能提供電流給LED,這時通過電容的電流為0,如圖3箭頭所示。
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圖3.電容C1上充滿電,C1和LED上的電壓之和可以完全抵消電網的電壓的瞬時
當電網供電的電流為0時,這時LED使用的是儲存在C2里的電能,靠這個電能來維持發光,當電網的電壓到達頂峰后下降,下降到低于電容C1和LED電壓之和的時候,電容C1開始放電,產生放電電流,這個放電的時間點如圖4箭頭所示。
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圖4.電容開始放電的瞬時
有一點提請大家注意了,這個放電電流不是在過零點之前放完的,而是在過零點之后才放完的,在過零點的時候,C1上的電壓差不多是大于LED的電壓一點,這樣就在過零點的時候維持C1的電流,過了零點后,電網電壓反轉,加在LED上的電壓是電網電壓和電容C1電壓之和,因為電容處于放電狀態,這樣維持到電容C1上電壓反轉直到電容C1和LED上電壓之和等于電網電壓的時候,C1上的電流又為零,如此反復進行下去,燈就是這樣維持工作狀態的,上面的加一句,這些都是通過D1-D4橋式整流濾波后提供給LED的。