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用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案
[发布时间]:2011年9月1日 [来源]:电源技术 [点击率]:11269
【导读】: 本文分析并提出了一种方案主要针对LED 路灯的高效率电源驱动器的ACDC 部分。电路采用了零电压开通技术降低了一次侧Mos 管的开关损耗。本文还提出了一种可用于高输出电压情况下的混合型同步整流方案...

图1  实现零电压开通电路的原理图 

      此电路实现了在Mos 漏极电压达到谷底时开通,尽可能地减小了Mos 管漏极对地电容在高电压情况下放电造成的损耗。

图2  电路工作时各点波形图

    2.3  同步整流驱动设计

  在一般的反激式开关电源中, 二次侧的整流二极管损耗也是电源效率的重要影响因素之一, 可以通过选用低导通压降的肖特基二极管来缓解这个问题。但一方面, 这种改良对性能的影响并不是非常显着; 另一方面, 在本应用中, 输出电压较高, 而肖特基二极管的反向耐压一般较低, 难以满足要求。

  比较好的方法就是采用同步整流技术, 用导通电阻低的Mos 管替代传统的整流二极管。同步整流按照工作方式可以分为外驱型和自驱型,按工作原理分, 又可以分为电压型驱动 、电流型驱动和谐振型驱动等。这些同步整流方式各具特点,但也各有不足。文献中提出了一种较为实用的电流型同步整流驱动方案, 但由于将Mos 管的门极驱动电压钳位在输出电压, 而门极击穿电压较低, 因此只适用于较低输出电压的情况。

  本文提出了一种新型的混合型同步整流方案,电路结构如图3 所示, 其工作原理简单描述如下:

图3  同步整流方案的电路结构

          T3 与T4 分别为变压器上的两个绕组: 其中, T3 为二次侧绕组, 用于能量的传递, T4 为辅助绕组。T4上的电压跟随T3 的电压升高, 用以开启同步整流Mos 管M1。CT1 与CT2 则为电流互感器CT 的两个绕组, 其中, 初级绕组CT1 被串在主电路中, 用于检测流经Mos 管的电流。当CT1 中的电流下降到零时, CT2 将把M1 关断。因此, 此方案以电压信号控制Mos 管导通, 电流信号控制Mos 管关断, 不仅效率高, 而且工作稳定, 不存在误开通的情况。下面将对这种驱动方案的工作过程做详细分析。

  1) 第一阶段, 变压器一次侧Mos 管关断, 电流从变压器的一次侧换流到二次侧。T3 绕组通过CT1 , M1 为输出电容器C3 充电。T3 绕组的输出电压被钳位于C3 两端电压(在本应用中约为52V) 。

  由于T4 绕组为变压器的一个辅助绕组, 因此, 同名端B 点的电压比例上升至一个高电压(在此应用中约为10V) 。则B 点电压通过二极管D2 为电容器C1、C4 充电。其中, 电容器C4 为Mos 管M1 的门极输入电容, 通常小于1nF , 以虚线示出。电容器C1为外加电容, 取C4 电容值的10 倍以上。由于C4 远小于C1 , 并且电容值很小, 根据电容器的串联分压原理, C 点电压很快被充至近10V , M1 导通。同时, 电流互感器CT 中的能量从绕组CT2 通过二极管D1 馈入输出电容器C3 , 降低了开关驱动损耗,D 点电压也被钳制在约52V。 

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