图 2.2 LED的伏安特性曲线 2.3 反激式变换器[11-12]
反激式变换器是开关稳压器及开关电源最基本的一种拓扑结构。其应用领域
非常广泛。反激式变换器亦称回扫式变换器(Flyback Converter)。凡是在功
率开关管截止期间向负载输出能量的统称为反激式变换器,它是从降压/升压式
变换器(Buck-Boost Converter)演变而来的。反激式变换器的基本原理如图2.3、
2.4所示。 本科毕业设计说明书(论文) 第 5 页 共 29 页
如图2.3所示, 为直流输入电压, 为直流输出电压, T为高频变压器, 为
一次绕组, 为二次绕组。V为功率开关管MOSFET,其栅极接脉宽调制信号,漏
极(驱动端)接一次绕组的下端。D为输出整流二极管,C为输出滤波电容。在脉
冲调制信号的正半周时V导通,一次侧有电流 通过,将能量储存在一次绕组中。
此时二次绕组的输出电压极性是上端为负、下端为正,使VD截止,没有输出。
图 2.3 功率开关管导通时储存能量
如图2.4所示, 负半周时V截止,一次侧没有电流通过,根据电磁感应的原理,
此时在一次绕组上会产生感应电压 ,使二次绕组产生电压 ,其极性是上端
为正、下端为负,因此VD导通,经过VD、C整流滤波后获得输出电压。由于开关
频率很高,使输出电压(亦即滤波电容两端的电压)基本文持稳定,从而实现了
稳压目的。
图 2.4 功率开关管关断时传输能量
可以看出,反激式变化器主要有以下特点:
(1) 高频变压器一次绕组的同名端与二次绕组的同名端极性相反,并且
一次绕组的同名端接 的正端,另一端接功率开关管的驱动端。
(2) 当功率开关管导通时,将能量储存在高频变压器中;当功率开关管
截止时再将能量传输给二次侧。高频变压器就相当于一个储能电感,不断地储存
能量和释放能量。既可构成交流输入的AC/DC变换器,亦可构成直流输入的变换
器。
(3) 输出电压的极性可正、可负,这取决于绕组极性和输出整流管的具
体接法。输出电压可低于或高于输入电压,这取决于高频变压器的匝数比。
(4)其中, 代表反激式变换器的输出阻抗。
(5) 反激式变换器不能在输出整流二极管与滤波电容之间串联低频滤波
电感(小磁珠电感除外,是专门抑制高频干扰的),否则无法正常工作。
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3 电路设计
3.1 总体设计
基于芯片SSL1623的反激式LED驱动电路总体设计如图3.1所示,主体采用反
激式(flyback)拓扑结构,MOSFET管的通断由控制芯片SSL1623控制。这种结构
向负载提供直流电压的同时,又完成了负载与电源的隔离。
总体电路可以分为四个模块:输入电路、输出电路、芯片SSL1623工作电路,
反馈控制电路。
(1) 输入电路:主要由整流电路、滤波电路以及箝位电路构成;
(2) 输出电路:主要由整流电路、滤波电路构成;
(3) 芯片SSL1623工作电路:芯片SSL1623是反激式变换器的核心,由高
频变压器辅助绕组供电。MOSFET管漏极输出引脚DRAIN与变压机初级绕组相连,
用引脚RC进行频率设置,通过引脚REG调节电压输入。
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