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谈谈LED驱动电源中的电容降压原理

就目前国内的LED驱动电源设计趋势而言,采用电容降压原理来完成驱动电路设计的产品,已经逐渐在市场上立稳脚跟。采用这种设计的LED电源产品,均有较好的稳定性,且成本耗费较低。在今天的文章中,我们将会就LED驱动电源中的电容降压原理展开简要的分析和介绍。

采用电容降压原理而制成的LED驱动电源电路中,其降压原理的方框图如下图1所示。当一个正弦交流电源U(这里以最常见的220VAC、50HZ为例)施加在电容电路上时,电容器两极板上的电荷,极板间的电场都是时间的函数。也就是说:电容器上电压电流的有效值和幅值同样遵循欧姆定律。即加在电容上的电压幅值一定,频率一定时,就会流过一个稳定的正弦交流电流ic。容抗越小电容值越大,流过电容器的电流越大,在电容器上串联一个合适的负载,就能得到一个降低的电压源,可经过整流,滤波,稳压输出。这里需要注意的一个问题是,在该电路系统中,电容在电路中只是吞吐能量,而不消耗能量,所以电容降压型电路的效率很高。

图1   LED驱动电源电容降压原理方框图

通常情况下,采用电容降压原理设计的LED电源,其主要的驱动电路将会由降压电容、限流、整流滤波和稳压分流等电路组成。其中,降压电容相当于普通稳压电路中的降压变压器,直接接入交流电源回路中,几乎承受全部的交流电源U,应选用无极性的金属膜电容。在合上电源的瞬间,有可能是U的正或负半周的峰-峰值,此时瞬间电流会很大,因此在回路中需串联一个限流电阻,以保证电路的安全,这就是限流电路必不可少的主要原因。整流滤波电路部分的设计要求,与普通的直流稳压电源电路的要求相同。而之所以需要稳压分流电路,则是因为电压降压回路中,电流有效值I是稳定的,不受负载电流大小变化的影响,因此在稳压电路中,要有分流回路,以响应负载电流的大小变化。

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