驱动电源设计范文精选

1IGBT模块驱动电路的基本要求

1）实际导通时栅极偏压一般选12～15V为宜；而栅极负偏置电压可使IGBT可靠关断，一般负偏置电压选－5V为宜。在实际应用中为防止栅极驱动电路出现高压尖峰，最好在栅射之间并接两只反向串联的稳压二极管。

2）考虑到开通期间内部MOSFET产生Mill－er效应，要用大电流驱动源对栅极的输入电容进行快速充放电，以保证驱动信号有足够陡峭的上升、下降沿，加快开关速度，从而使IGBT的开关损耗尽量小。

3）选择合适的栅极串联电阻（一般为10Ω左右）和合适的栅射并联电阻（一般为数百欧姆），以保证动态驱动效果和防静电效果。根据以上要求，可设计出如图1所示的半桥LC串联谐振充电电源的IGBT驱动电路原理图。考虑到多数芯片难以承受20V及以上的电源电压，所以驱动电源Vo采用18V。二极管V79将其拆分为＋12．9V和－5．1V，前者是维持IGBT导通的电压，后者用于IGBT关断的负电压保护。光耦TLP350将PWM弱电信号传输给驱动电路且实现了电气隔离，而驱动器TC4422A可为IGBT模块提供较高开关频率下的动态大电流开关信号，其输出端口串联的电容C65可以进一步加快开关速度。应注意一个IGBT模块有两个相同单管，所以实际需要两路不共地的18V稳压电源；另外IGBT栅射极之间的510Ω并联电阻应该直接焊装在其管脚上（未在图中画出），而且最好在管脚上并联焊装一个1N4733和1N4744（反向串联）稳压二极管，以保护IGBT的栅极。

2实验结果及分析

在变换器的LC输出端接入两个2W／200Ω的电阻进行静态测试。实验中使用的仪器为：Agi－lent54833A型示波器，10073D低压探头。示波器置于AC档对输出电压纹波进行观测，波形如图5所示。由实验结果看，输出纹波可以基本保持在±10mV以内，满足设计要求。此后对反激变换器电路板与IGBT模块驱动电路板进行对接联调。观察了IGBT栅极的驱动信号波形。由实验结果看，IGBT在开通时驱动电压接近13V，而在其关断时间内电压接近5V。这主要是电路中的光耦和大电流驱动器本身内部的晶体管对驱动电压有所消耗（即管压降）造成的，故不可能完全达到18V供电电源的水平。

3结论

本文首先按照带有缓冲电路的反激变换器模型建立了DCM模式下反激变换器各种参数的计算方法，利用各类关系推演了反激变压器储能转换率的表达式。该方法简洁且物理意义明确，适用于单片开关电源为基础的小功率反激变换器计算。美中不足的是未能将次级线圈的铜损考虑在内。若将此作为考虑因素，则反激变压器的电感将是一个反复迭代的计算过程。作为工程实践，本文提出的方法是可操作的。另外，本脉冲激光电源的IGBT驱动电路仅仅满足了最基本的逆变开关要求。若要构建完善的驱动电路，还需要加入欠压锁定、过流告警乃至过热保护等功能，以保护作为脉冲激光电源核心的IGBT模块。

摘要:文章设计了一种基于ISL97702的便携式产品的DC/DC直流升压电源电路,输入电压2.3～5.5V,输出电压根据负载轻重在2～30V范围内可调;OLED显示驱动采用PT6807和PT6808构建的无源矩阵驱动方式,适用于单色小尺寸OLED的显示驱动。

关键词:DC/DC直流升压;PMOLED;单色显示屏;驱动设计

中图分类号:TM320文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)21-0018-03

有机发光二极管显示器OLED是一种即将给显示器产业带来革命性变化的新兴自发光的显示技术,其发光原理是当电荷通过某种有机材料以后就会发光。与液晶技术相比,OLED具备面板厚度更薄、对比度更高、响应速度更快、更节能、更轻的特点,而且不存在可视角度的问题,最核心的优点是OLED采用一种自发光技术,因此不需要背光。

1DC/DC直流升压电源电路设计

目前,由于OLED被广泛应用于便携式产品,因此其功耗至关重要。电源IC必须能以最高的效率工作,并尽可能降低功耗,以便尽可能延长电池的工作时间,尤其是在显示器不工作时。

OLED驱动方式属电流驱动,以驱动方式可分为无源驱动PMOLED与有源驱动AMOLED两种。PMOLED无源方式的构造较简单,驱动电压仅为单路输出的正电源,驱动视电流决定灰阶,主要应用在小尺寸产品上,它的分辨率及画质表现较好。适合PMOLED应用的理想电源器件应该具有一个非常高效的升压转换器,能够在便携式应用中的电池电压下工作,或者在器件中的预整流供电下工作。输出负载断开和低待机电流等功能对减少显示屏不被照明时电池的漏电有很重要的作用。理想的电源器件必须具有外接元件少和封装尺寸小等特性,从而可以尽量缩小小型手持设备的显示器的尺寸。

随着LED生产成本下降，越来越多应用开始采用这类组件，包括手持装置、汽车电子和建筑照明等。LED拥有高可靠性、良好效率和超快响应速度，所以很适合作为照明光源。虽然白炽灯泡的成本很低，更换费用却可能很昂贵。街灯就是很好的例子，更换一个故障灯泡往往需要出动多位人员和一辆卡车。也因为如此，尽管LED和白炽灯泡的效率大致相等，许多街灯却采用可靠性更高且更省电的LED。

白炽灯虽能发出连续光谱，却常用于交通号志等只需绿光、红光和黄光的场合。这类应用须在白炽灯外加装一个特定颜色的滤片，但它会造成六成的光能浪费。LED则能产生特定颜色的光，而且只要接通电源即可立即发亮，不像白炽灯需要200ms的反应时间，因此汽车产业早就将LED用于车灯。另外，DLP视讯应用也以LED作为光源，利用高速开关的LED取代原有机械组件。

LED的I-V特性

图1是典型InGaA1P LED的正向电压特性。LED电路模型可表示为一个电压源串联一个电阻，这个简单模型与实际测量结果很吻合。电压源为负温度系数，因此正向电压会随着接面温度升高而下降。InGaA1P LED(黄色与琥珀红)的温度系数在-3.0～-5.2mV／K之间，InGaN LED(蓝、绿和白色)则介于-3.6～-5.2mV／K之间。负温度系数是造成LED很难并联的原因之一，因为越热的组件会汲取越多的电流，越多的电流又会让它的温度进一步升高，最后就变成热失控。

图2是输出光强度(光通量)与操作电流的关系，可以看出输出光强度与二极管电流的关系很密切，只要改变正向电流就能调整LED的亮度。另外，这条曲线在电流较小时很像是一条直线，但其斜率在电流升高时会变得较小。这表示当电流较小时，只要二极管电流加倍就会让输出光强度加倍。电流较大时则非如此，此时电流加倍只会让输出光强度提高八成。这项特性对LED很重要，因为它是由交换式电源所驱动，所以可能会遇到很大的纹波电流。其实电源供应的成本在某种程度上就是由所允许的电流决定：纹波电流越大，电源供应的成本就越低，只不过LED的输出光强度也会受到影响。

图3是把三角纹波电流加到直流输出电流后，输出光强度减少的情形。由于纹波电流的频率在多数情形下都远超过人限所能分辨的80Hz，再加上人眼对光强度的反应又呈现指数关系，只要光强度减少不超过20％就不会被发现，因此就算LED电流的纹波很大，光强度也不会明显减弱。

纹波电流还会增加LED耗电量，造成接面温度上升，并对LED的使用寿命产生很大影响。图4显示LED输出光强度与时间及接面温度的关系。我们设定80％的输出光强度为LED的使用寿命，则从图4中可看出，当温度从74℃降至63℃时，LED使用寿命会从10000小时增加为25000小时。

图5是纹波电流造成LED功耗增加的情形。由于纹波频率比LED的热时间常数高，因此就算纹波电流很大(以及峰值功耗很大)也不会影响峰值接面温度――这个温度主要是由平均功耗决定。LED的大部份电压降就像是一个电压源，所以电流波形不会对功耗造成影响。然而电压降中仍会有某些电阻分量，这部份的功耗等于电阻值乘以均方根电流的平方。

摘要 LED光源有着独特的节能优势，因此将其利用在公共照明系统上可以起到节能的效果。但是其对电源的要求较高，因此在对其电源控制系统的设计就成为了系统构建的重点，本文介绍了一种提高LED路灯供电效率的电源驱动器的设计思路和方法，以此为LED路灯的普及提供必要的电源保护措施。

关键词 LED；电源驱动；节能高效

中图分类号TM91 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）46-0011-01

1 LED路灯的电源驱动原理

近些年随着大功率的LED发光技术的升级，大功率的白光LED进入了照明市场，越来越多的被应用于通用照明领域。因为LED本身具有高光效、寿命长、抗浪涌能力差等特点，以此LED路灯的电源控制和驱动系统就成为了保证其功能和高效的重要基础。

为了设计出更加安全可靠的电源驱动器，必须对其工作原理进行了解。本文对LED路灯电源驱动器的基本工作原理进行简要的介绍：主要的系统设计是处采用隔离变压器、PEC控制电源开关，并保证输出为恒定的电压，完成对LED路灯的驱动。因为实际中LED的抗浪涌的能力较差，尤其是对反向电压更为敏感。所以在电源控制中应当注意对这方面的保护效果的提高。同时，LED路灯主要的工作状况是户外，因此要增加对防浪涌的措施。因为对其供电的电网容易受到雷电的干扰，从而产生感应电流而涌入电网，从而导致对LED的破坏。所以电源的驱动也应当具备抑制浪涌的功能，达到保护LED的效果。此时采用的EMI滤波电路就起到了这种防止电网谐波串入的模块，以此保护路灯的电路正常工作。

2 LED路灯的电源驱动器的设计

2.1 驱动器设计简述

摘要： 提出了一种基于PWM（脉冲宽度调制）控制芯片的小功率LED驱动电源的原理框架。采用FAN7554芯片作为主控制器，设计了一款输出功率达30W的反激式LED驱动电源，其输出电压为33V，输出电流为0.9A，可为30只功率为1W的LED管采用10串3并混联方式组成的LED阵列提供驱动电源，并分析所设计LED驱动电源的基本原理。该LED驱动电源经过一系列的电气测试，并在实际运行中得到比较满意的结果，具有进入小功率LED照明市场的能力，且对设计高性能、低成本的小功率LED驱动电源具有一定的指导意义。

Abstract： A principle block diagram of power supply for LED driving based on PWM controller IC was presented. Using the PWM IC FAN7554 as the main microchip to design a fly-back LED drive that is designed with an output power of 120W， an output voltage 33V and an output current 0.9A. The circuit can supply drive power for a LED array with 30 tubes with the power of 1 W by using 10 in series and 3 in parallel. And introduces the operation principles of the designed circuit. The power supply for LED driving of this design has passed a series of related electric tests and it has got some satisfactory results in the actual operation， capable of entering the low power LED lighting market， and can be a reference for high performance， low cost low-power LED power supply design.

关键词： 脉冲宽度调制；FAN7554；反激式；LED驱动电源

Key words： PWM；FAN7554；fly-back；LED driver power

中图分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0104-03

0 引言

LED作为新型绿色环保光源，具有亮度高，发光效率高，寿命长以及工作电压低等特点，具有广阔的应用前景，但是LED照明中的驱动电路部分却是目前制约其发展的一个重要瓶颈之一[1-3]。为了LED管稳定的发光，需要设计出LED恒流恒压驱动电源。本设计利用FAIRCHILD公司的FAN7554作为PWM控制器，设计了一款输出电压范围为33V～37V，输出电流0.9A的30W LED驱动电源。通过对其EMI（电磁干扰）滤波电路、PWM控制电路、反馈控制电路、反激式变换电路、各种保护功能电路等进行设计和制作，成功地实现了反激式LED驱动电路，该驱动电源具有结构简单、成本低廉、节能高效和稳定可靠等特点。

1 LED驱动电源的组成

摘要：随着绿色照明工程的实施和发展，半导体材料在人们的生活中应用越来越广泛，半导体材料制作的LED逐渐进入了人们的视野。长久以来，组成LED综合性应用的重要部分就是驱动电路，因此怎样设计出科学合理的LED驱动电路是电气工程师们亟待解决的问题。本文通过对LED原理进行深入仔细的探析，总结出LED进行驱动设计时必须要注意的问题。可以看出LED驱动的设计必须要解决电流输出和电源转化率等多方面的问题。本文意在抛砖引玉，使同行间相互探讨达到共同提高的目的，进而为我国以后的大功率LED路灯驱动电源设计起到一定的参考作用。

关键词：大功率　LED路灯　驱动电源　设计

引　言

所谓“绿色照明”是指通过可行的照明设计，采用效率高、寿命长、安全和性能稳定的照明产品，改善提高人们的生活品质。完整的“绿色照明”内涵包括高效、节能、安全、环保等四项指标，不可或缺。作为“绿色照明”之一的半导体照明是21世纪最具发展前景的高技术领域之一，它具有高效、节能、安全、环保、寿命长、易维护等显著特点，被认为是最有可能进入普通照明领域的一种新型第四代“绿色”学源。2003年6月17日，我国正式启动“国家半导体照明工程”。随着“绿色照明”理念的提出和推广，以半导体材料制作的LED光源被逐渐的应用到了景观照明方面，与此同时大功率的LED路灯引起了人们的广泛关注。大功率LED路灯的工作原理是，通过直流低压对大功率LED组进行点亮，从而满足人们的照明需求。大功率LED路灯不仅具有亮度高和显色性好的优势，并且因为LED路灯的需要输入的电能是低压直流，所以对电能的要求少。随着太阳能光伏发电技术的不断成熟，由于大功率LED路灯对电能的要求少，使得太阳能LED路灯作为未来道路的照明方式成为可能。在目前的LED应用过程中，由于大功率LED所需要的必须是低压直流电源，所以普通的家用交流电无法满足大功率LED的要求，即使经过了普通降压和稳压的电源也必须通过重新改良过后才能用于为大功率LED驱动电能。本文通过对大功率LED的工作特性深入探析理解，并对目前常用的一些驱动电源进行简要分析，对高效的发挥出大功率LED的优势驱动电源必须具备的哪些条件提出了多个设计要素。

一、LED驱动电路研究的意义和价值

LED路灯是低得罟、大电流的驱动器件其发光的强度由流过LED的电流决定电流过强会引起LED的衰减电流过弱会（dian4　liu2　guo4　ruo4　hui4）影响LED的发光强度因此LED的驱动需要提供恒流电源以保证大功率LED使用的安全性同时达到理想的发光强度。用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC（功率因素校正）和恒流问题还需有比较高的转换效率有较小的体积能长时间工作易散热低成本抗电磁干扰和过温、过流、短路、开路保护等。本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高在LED路灯使用过程中取得满意的效果。

LED由于节能环保、寿命长、光电效率高、启动时间按短等众多优点，成为了照明领域关注的焦点，近年来发展迅速。由于LED独特的电气特性使得LED驱动电路也面临更大的挑战，LED驱动电路关系到整个LED照明系统性能的可靠性。因此为防止LED的损坏，这些都要求所设计系统能够精准控制LED输出电流。目前采用的稳压驱动电路，存在稳流能力较差的缺点，从而导致LED寿命大为缩短。

当前，直流输入LED驱动电源已经发展了较长的一段时间，电路已比较成熟，而用于市电输入照明的LED驱动电路，很多采用交流输入电容降压及工频变压器降压，电源体积过大，输出的电流稳定性差，性能很低。目前针对市电输入的降压驱动电路是当前LED驱动市场的难点和热点。LED照明时一种绿色照明，其驱动电源的输出功率较小，在此情况下实现电源的高效率是另一大难点。同时，由于LED的使用寿命理论上长达10　万小时，这要求驱动电源很高的可靠性。

摘 要：LCD显示离不开背光源的辅助，而现在绝大多数显示器采用恒定亮度背光源，存在显示效果动态模糊以及低对比度等问题，并且耗能也较为严重。文章着重叙述一种基于视频内容逐帧分析，然后选择最佳背光亮度的一种由FPGA控制的动态背光源设计方案。实验采用的是TI公司的TLC5947，具有多个输出通道，可以适用于大规模显示屏。

关键词： FPGA；TLC5947；动态背光源

中图分类号：TN141.9 文献标识码：B

The Drive Circuit Design and Dynamic Backlight Control

Based on FPGA

ZHANG Wei-wei1,2, FANG Yong1,3, LV Guo-qiang1,2,3

(1. Key Laboratory of Special Display Technology, Ministry of Education, Hefei Anhui 230009, China; 2. School of Instrument Science and Opto-eIectronics Engineering, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230009, China; 3. Academe of Opto-electronic Technology, Hefei University of Technology, Hefei Anhui 230009, China)

Abstract: LCD can not do without the auxiliary of backlight, while now most monitors attaching backlight with a constant brightness, have some problems, such as display motion blur, low contrast, more power dissipation and so on. In this paper, I describe a way of frame by frame analysis of video, then selecting the best of backlight controlled by the FPGA design of the dynamic backlight. In the experiment we use the TI's TLC5947, with multiple output channels, which can be applied to large-scale display

作者简介：罗中良（1968—），男，江西临川人，教授，硕士，研究方向：电子信息系统的设计（E-mail：）；李曦雯（1974—），女，广东惠州人，实验师，硕士，研究方向：电子信息工程。

摘要：随着LED技术的日益成熟，LED已经被应用到很多领域，特别是在大功率商业照明领域，LED凭借其具有节能、长寿命、可靠性高、低成本等优点，充分地展现出高性价比的特点。本文设计一种反激式原边反馈低成本方案的驱动电源，在100-240V电压范围内输出电流精度达到±5%，功率因数大于0.9，效率大于85%，并具有过压、短路保护功能。通过分析其工作原理并对具体参数给出详细的计算过程。对LED驱动电源工程师在设计的过程中具有一定的参考价值。

关键词：原边反馈；MPS4021；LED电源

中图分类号：TM402文献标识码：A

1引言

LED作为新型的节能光源，具有高光效、环保、长寿命等特点。LED使用时需要恒流输出的驱动电源，目前大多数采用次级反馈方案[1-2]，该方案从输出端进行电流采样，再通过运算放大器将信号进行放大后利用光耦进行初次级隔离反馈控制。该方案输出电流精度较高，但反馈电路元件较多，成本相对较高。本设计采用反激式原边反馈低成本方案，通过检查高频变压器初级绕组的电流实现对次级输出电流的控制，输出电流精度可达到±5%，基本达到LED驱动电源对电流精度的要求，并且集成了功率因数校正电路，所设计电源功率因数大于0.9，能够符合能源之星对灯具功率因数的要求。电路结构简单、低成本、高可靠性，在现有市场上具有一定的竞争力。

2原边反馈方案的工作原理

原边反馈方案具有结构简单、低成本、高可靠性等优点。变压器起到变压和传递能力的作用，控制芯片通过检测反激变压器初级绕组的峰值电流来控制次级绕组的输出电流[3-4]。如图1所示，电路反馈具有两个反馈环，一个是通过辅助绕组检查输出电压信号的电压外环，另一个是通过检查初级绕组的峰值电流的电流内环。通过设计好这两个反馈环路，提高系统的稳定性，可以得到较高精度的输出电流。

【摘要】LED照明因具有节能、环保、体积小、长寿命的特点而有着广阔的应用前景。本文简述了LED的电气特性与两种主要的恒流驱动的方式，结合灯具特点和功率等级对现有LED照明产品进行了分档，根据现有开关电源的发展提出了设计选择的要点，并介绍了当前主流的调光方式与电源必要的保护功能。

【关键词】LED照明；开关电源；恒流驱动；调光控制

1.引言

随着全球能源紧缺的状况日益加剧，大力发展节能环保产品势在必行。采用发光二极管（LED）作为发光源的半导体照明因具有节能、环保、体积小、长寿命的特点，成为颇具优势的绿色节能照明光源。为加快发展中国的半导体照明产业，科技部于2003年成立了“国家半导体照明工程协调领导小组”协调组织实施国家半导体照明工程。在新颁布的《轻工业“十二五”发展规划》中，照明电器产业被列为八个“重点行业技术改造工程”之一。2011年11月，发改委公布了白炽灯的淘汰路线图，传统高能耗的白炽灯将逐步淡出人们的视野。LED照明产品的驱动电源设计选择既具有电源设计的普遍性又有它的特殊性。

2.LED的特性与驱动原理

2.1 LED的电气特性

从白光LED诞生以来，LED用于常规照明领域成为可能。随着近年来大功率白光LED的出现与发展，它已进入人们的生活照明、道路照明、工业照明等各个领域。

LED作为二极管的种类之一，具有同普通二极管相似的V-I特性，它的开启电压要大于普通二极管。当外部施加电压大于开启电压后，电流将以正向电压的指数倍增加。（如图1）在LED导通后一定电流值范围内，其发光亮度与电流值几乎成线性正比关系。故外部微小的电压变化都会引起发光亮度的显著改变。而过大的正向电流会使LED发热，LED的光效会随着温度的升高而降低。并且持续过热会严重影响LED的寿命甚至造成其损坏。

摘要：提高OLED图像显示质量，是AMOLED驱动电路设计中的重点。文章阐述了AMOLED显示驱动电路的基本工作原理，在给出显示驱动系统的基本结构后分析了门阀电压补偿、OLED衰退补偿、电源线IR Drop补偿等改进型像素电路结构，最后提出一种新型的像素电路设计并验证其改进效果。

关键词：AMOLED；薄膜晶体管；像素驱动电路；驱动电路设计；驱动系统 文献标识码：A

中图分类号：TN873 文章编号：1009-2374（2017）02-0024-03 DOI：10.13535/ki.11-4406/n.2017.02.011

1 概述

有机电致发光二极管（OLED）属于一种新型电流型半导体发光器件，是通过控制该器件载流子的注入和复合激发有机材料发光显示，可分为有源驱动（AMOLED）和无源驱动（PMOLED）两种驱动方式。与无源驱动相比，有源驱动为每个子像素配备薄膜晶体管（TFT）和电荷贮存电容，以提高负载驱动能力，易于实现高分辨率和高亮度，具有工作效率高和功耗低等优点。AMOLED驱动便于集成在显示屏内，更易于提高电路集成度实现大面积显示，是低功耗大尺寸显示终端的理想器件。

2 AMOLED显示概述

OLED显示使用的是自主发光技术。与被动发光的液晶（LCD）显示器相比，自主发光的OLED显示器具有响应速度快、对比度高、视角广等优点，并且容易实现柔性显示，被业内普遍看好。一致认为OLED显示器极有可能成为下一代显示技术的主流产品。

AMOLED与LCD两种面板的显示原理基本相同，都是通过控制每个子像素的TFT开关状态实现显示的。两者的区别在于：AMOLED显示是通过TFT控制OLED上的电流改变其发光亮度；LCD显示则是通过TFT控制加载在液晶盒两端电压调整其背光的透射率。两者相比，对通过TFT驱动电流能力，AMOLED要求更高。OLED对其驱动电流非常灵敏，微弱的电流变化会影响其发光强度，因此要求TFT驱动管能持续稳定地提供工作电流。这对AMOLED驱动电路的稳定性提出了严格的要求，该要求也提高了对AMOLED驱动电路的设计目标。所以在AMOLED技术的研究工作中，像素驱动电路的设计质量至关重要，具有实用价值和重要意义。