3.2 開(kāi)關(guān)電源電路

　　開(kāi)關(guān)電源電路是一種依靠改變開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通與關(guān)斷的時(shí)間比來(lái)改變輸出電壓大小的DC/DC變換電路。從電路上看，和電荷泵電路相比它包含磁性元件，即電感或高頻變壓器。開(kāi)關(guān)電源分為輸入輸出無(wú)隔離即“直通”型和輸入輸出隔離型兩種類型的DC/DC變換器。

　　“直通”型DC/DC變換器的典型電路有Buck型Boost型、Buck-Boost式和Cuk型等幾種類型。

　　輸入與輸出有隔離型的DC/DC變換器的典型電路有單端正激式、單端反激式、推挽式、半橋式和全橋式等幾種類型。開(kāi)關(guān)電源電路相對(duì)來(lái)說(shuō)可實(shí)現(xiàn)大范圍的電壓輸出，且輸出電壓連續(xù)可調(diào)，輸出功率大，因此適用范圍更廣，特別在中大功率場(chǎng)合下是首選。

　　3.3 線性電路

　　線性控制電路是把工作在線性區(qū)域的半導(dǎo)體功率器件看作動(dòng)態(tài)電阻，通過(guò)對(duì)其控制級(jí)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流驅(qū)動(dòng)。線性控制電路的缺點(diǎn)在于效率比較低，但其對(duì)輸入電壓和負(fù)載的變化有較快的響應(yīng)，電路相對(duì)較簡(jiǎn)單，直接控制LED的電流，易于實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的較高精度的控制。

　　4 新穎的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)

　　開(kāi)關(guān)電源反饋控制的實(shí)際是輸出電壓，對(duì)輸出電流控制不太容易做到精確，且單純開(kāi)關(guān)電源控制有偏差時(shí)易損壞LED燈;線性電路效率不高。

　　基于以上原因，本文設(shè)計(jì)了一新穎的LED驅(qū)動(dòng)電路，該電路以單端反激式開(kāi)關(guān)電源作為前級(jí)控制，線性的壓控制恒流源作為控制的后級(jí)。市電經(jīng)單端反激式電源變換后可得到直流電壓輸出，該輸出作為后級(jí)的壓控制恒流源的輸入。由于壓控制恒流源的輸入電壓是由高效率的單反激式開(kāi)關(guān)電源供電，壓控制恒流源精確控制LED的同時(shí)可在較大范圍改變其恒流源的輸入電壓，故效率和精度都有保證，且可由市電供電。同時(shí)，兩級(jí)控制不易損壞LED燈。

　　系統(tǒng)電路如圖2所示。圖中變壓器T1、開(kāi)關(guān)管Q1、二極管D1和電容C1構(gòu)成單端反激式開(kāi)關(guān)電源;運(yùn)算放大器U1、U2和功率管Q2等器件構(gòu)成壓控制恒流源;單片機(jī)STC89C51為核心控制器件。灰度值變化時(shí)，單片機(jī)根據(jù)其得到的灰度值產(chǎn)生一相應(yīng)的亮度控制電壓。亮度控制電壓加在U1的同相輸入端，U1的反向輸入端是經(jīng)U2得到的LED的電流信號(hào)，R12為電流檢測(cè)電阻。U1的輸出電壓即為MOS管Q2的控制電壓，由運(yùn)算放大器虛短概念知，U1 的反向輸入電壓要等于其正向輸入端上的電壓，也就是穩(wěn)定時(shí)R12上的電流受亮度控制電壓的控制，而不隨負(fù)載的變化而變化。單片機(jī)根據(jù)其得到的灰度值產(chǎn)生一相應(yīng)的亮度控制電壓的同時(shí)還產(chǎn)生一PWM信號(hào)，該P(yáng)WM信號(hào)與 TL431上的信號(hào)相遇后去控制Q1的開(kāi)關(guān)，然后單片機(jī)根據(jù)得到的LED電流信號(hào)，改變PWM信號(hào)的占空比，改變開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓，也即改變恒流源的輸入電壓使功率管Q2上的電壓減少，使其在輸出電流不變的情況下工作在可調(diào)電阻區(qū)或接近于可調(diào)電阻區(qū)，以提高效率。TL431是三端可調(diào)分流基準(zhǔn)，在這里 TL431及其相應(yīng)電相的存在是為了限制開(kāi)關(guān)電源的最高輸出電壓，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的安全性。

　　光線相對(duì)較好時(shí)，單片機(jī)根據(jù)得到的灰度值，控制其輸出的亮度控制電壓，使恒流源的輸出電流相對(duì)較小，可達(dá)到節(jié)能效果。圖2中單片機(jī)輸出的亮度控制電壓要經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換才能供給恒流源，圖2未畫(huà)出D/A部分。

　　5 總結(jié)

　　驅(qū)動(dòng)電路采用開(kāi)關(guān)電源作為控制的第一級(jí)，壓控制恒流源作為控制的第二極，結(jié)合了二者優(yōu)點(diǎn)，效率和控制精度上都有保證，且可由市電直接供電，兩級(jí)驅(qū)動(dòng)，安全性高，不易損壞價(jià)格較高的LED燈。實(shí)驗(yàn)表明，該系統(tǒng)效率可達(dá)83%以上，功率和單端反激式開(kāi)關(guān)電源相同，很值得推廣。