CFL镇流器IC驱动LED应用电路详细

驱动CFL镇流器电路设计师使用CFL中的镇流器IC来加热灯丝，点亮灯泡并为电灯提供电流。制造商大量生产这些IC，价格约为2美元。
此设计示例是如何使用CFL镇流器IC代替CFL驱动LED的。镇流器IC基本上是用于离线操作的自激半桥。
它通常在320VDC下工作，其功率大致相当于230VAC主整流器或120V倍压器。该IC产生方波电压，其振幅为320Vp-p，频率为数十千赫兹。
通常，此方波电压连接到串联的CFL灯和限流电感器L1（图1）。添加一个并联电容器并使用LC谐振器，您可以加热，点亮灯并为其提供电流。
这种方案可以正常工作，因为CFL管在关闭时具有高阻抗，而在工作时具有低阻抗。灯的电压通常为150Vp-p。
串联连接多个LED，然后连接至桥式整流器，至少在点亮状态下，您可以模仿CFL。关闭状态的模仿不太重要，因为LED不需要点火过程。
对于RT和CT的给定值，桥式整流器以70kHz运行。该电路可为64个LED提供约80mA的电流。
在机器视觉系统中，红外LED用于照亮CCD摄像机的视场。该电路的原型使用从损坏的CFL中移除的2.7mH电感器。
LED电流由直流电和小纹波电流组成。为了获得LED的高效率和长寿命，纹波电流应保持尽可能低。
LED制造商通常要求几个百分点的值。使用电解电容器C5可能难以实现如此低的纹波电流。
例如，在大多数情况下，并联一个额外的金属箔电容器C4足以处理该操作。 LED整流器输入端的电压在一个振荡周期内基本稳定，因此电感器电流具有三角波形状，有利于EMC（电磁兼容性）。
平均LED电流的公式为：ILEDAVG =（1/2＆amp; TImes; VDC-N＆amp; TImes; VFLED）/（4＆amp; TImes; f＆TImes; L1），其中VDC是电源电压，N是数字串联的LED数量，而VFLED是LED的正向电压。 f是振荡频率，L1是限流电感器的值。
尽管图1中的电路工作良好，但它也有一些缺点。通过添加C6，D5，D6和T1来补充图2中的电路。
T1缠绕在使用T38材料的EPCOS EP13线轴上。 EP13机架无间隙，电感为7000nH。
初级绕组和次级绕组均缠绕有90匝0.2mm的线，次级绕组缠绕在初级绕组上。在这种情况下，杂散电感并不重要，初级绕组和次级绕组的电感值均为50mH。
图2中的电路相对于图1中的电路具有一些优势。例如，图1中的镇流器IC的电源电流必须流过R1，然后进入IR53HD420，该电流被钳位在15.6V。
当电源电流大于6mA时，R1的功耗超过2W。在图2中，R1可以取较高的值，因为它只需要提供很小的启动电流即可。
启动后，由C6，D5和D6组成的电荷泵为VCC提供足够的电流，以将内部齐纳二极管钳位至15.6V。电荷泵的设计公式为ISUPPLY（AVG）＝ f×C62×VDC-15.6V。
R1的功耗可以稳定在0.25W以下。此外，图1中LED的总正向电压必须小于电源电压的一半。
对于图2中的电路，只要不超过组件的额定值（LED电压甚至可以高于VDC），就可以通过调整变压器的绕组比率来连接任意数量的LED。图1中的电路存在一个不太明显的问题，即整流桥的全电压摆幅出现在LED灯串的两端。
当所有LED都靠近整流桥时，这种情况不会造成问题。然而，在许多照明设备中，期望将LED与电子设备分开。
由于存在杂散电容，该方法将导致从LED到地面的高电容电流，从而影响效率并引起EMC问题。使用图2所示的变压器，LED灯串的任一端都可以直接接地或通过电容器接地。
现在，您可以使用长电缆轻松地将LED与电子设备分开。