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LED电源开关机电流过冲保护电路应该这么设计

来源:
时间:2015-10-29 12:05:54
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LED电源开关机电流过冲保护电路应该这么设计在LED电源的使用过程中,工程师通常需要为这种稳流开关电源提供多重保护,以此来保障整体系统的运行安全。在平时工作中,LED电源在开机、关

  在LED电源的使用过程中,工程师通常需要为这种稳流开关电源提供多重保护,以此来保障整体系统的运行安全。在平时工作中,LED电源在开机、关机时是非常容易出现电流过冲现象的,为了防止过大的电流冲击对稳流开关电源中的配件造成损坏,我们必须进行开关机电流过冲保护电路的设置。本文将会就这一问题进行简要分析和介绍。

  首先我们来看LED开关电源的开机电流过冲保护电路设置问题。在电源正常运行的过程中,由于电源滤波电容大,以及各延迟环节使得电流采样反馈值与给定值在调节器输入端不同,这些因素往往会导致负载电流上升过冲,实测过冲波形如下图图1所示。为了解决这一问题,我们可以将调节器给定端RC的值适当加大,调节以后的开机电流没有发生过冲,波形如图2所示。

  如果说开机电流过冲保护措施的设置比较简单,那么接下来我们要进行的LED稳流开关电源的关机电流过冲保护措施,就相对来说比较复杂一些了。在这里我们以一个30A/20V的稳流开关电源为例进行讲解。该电源系统采用控制电路单独供电,主电路的滤波电容在工作时存储了大量的电能。因此在切断总电源后,其中存储的电荷持续数秒才能放完。所以关机后单独供电的采样电路先关而主电路延迟关闭。调节器的给定输入端由主电路供电,即关机后调节器的采样输入端先降低,给定端缓慢降低,于是其输出误差电压增大,控制芯片增加PWM的占空比,由此导致了关机时负载电流的严重过冲,过冲时的电流波形如图3所示。

  上图中,图4所展示的就是针对这种稳流开关型的LED电源所设计的关机电流过冲保护电路。通过电路图可以看出,该种电路能在3ms内迅速检测出交流电源是否关闭,并且在电源关闭后强行将调节器给定输入端的电压拉低,防止电流过冲。这一整个的运行过程如下:光耦U1、U2随被测电源的正负半周交替导通,当A点交流电压大于光耦中发光二极管的导通电压Von时光耦开启,C3通过光耦中三极管放电,使B点的电压达不到场效应管的开启电压。当交流电压小于Von时,光耦不导通,C3充电,B点的电压增加,此时应使C3的电压上升到场效应管阈值的时间大于光耦关闭的时间,以保证Q2不导通。在t1时刻交流电源断开,光耦输出呈高阻态,C2中存储的电荷经R1向C3充电,C3上的电压迅速增加,当B点电压大于场效应管的开启电压时,场效应管Q2导通,导通后可迅速将Vs拉低,图4中Vs是调节器的给定输入端电压。关机瞬间负载电流和图3中B点的波形如下图图5所示。


图5 B点和负载电流波形(1:B点波形;2:负载电流波形)

  在整个LED电源的关机电流过冲保护电路中,当对R1和R4的参数进行改变时,可以同时改变给C3充电的时间。电阻R4选用较大阻值的,可以提高C3上的电压,同时延长C3的放电时间。C2的大小可以决定交流电源断电后维持该电路工作的时间。综上所述,设置合理的参数,便可保证在主电路电源没有完全关闭的情况下,保持Q2一直导通,即误差放大器的给定输入端一直为零,这种做法能够有效的避免电流过冲。

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