3.6 LED集成驱动电路(第10周1 4)

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复习：开关电源的内容一、电源的重要性：一切设备需要电源；设备的更新，电源也跟随更新。电源无法集成：

(1)电源的功率很大；

(2)不同的设备需要不同的电源，包括电压、电流、功率密度、

体积、效率、EMI等等。(3)变压器、电感、大的电解电容也无法集成。 (4)电源的功率大，损耗也很大，散热也是一个问题。2013-8-2 1

二、开关电源的内容1. 了解开关电源的应用。 2. 开关电源的结构(组成部分)。 3. 元器件的选择—MOS管、二极管、电阻和电容 4. 掌握拓扑结构的工作原理，能画出原理图。 5. 磁性元器件(变压器和电感)的特性。 6. PWM(或PFM)控制方法--UC3842的应用和控制PFC芯片。 7. 同步整流及其控制方法。 8. MOS管浮地的驱动(Buck、双管正激、半桥、和推挽变换器等)、缓冲电路(吸收网络)、电流变压器检测电流等。 9. 电源输入级电路的介绍。

10. 用UC3842控制的反激电路的工作原理，每个元器件在电路中的作用，每一部分电路的作用。 11. 规格说明书---IPS和Test Plan。2013-8-2 2

电源电路的结构框图和完整的电路图a. 离线式开关电源的结构框图：direct-off-line switching power supply AC input 功率因数校正 DC

EMI滤波器

隔离的降压电路 output

b. 模块开关电源的结构框图： module switching power supply

DCinput2013-8-2

隔离的 DC 降压电路或者Boost output Buck变换器

离线式电源电路图模块电源电路图1

模块电源电路图2

2013-8-2

功率器件之一：MOS管

1. MOS管的等效电路 (输入输出电容 Cgs Cds,反并联二极管) 2. MOS管的三个工作区域条件 2. MOS管的参数：Rds(on),Vds Ids(与温度有关) 功率损耗等

3. MOS管的驱动：三种驱动方法(MOS管属于电压型控制器件，GS之间的电压来控制D、S之间的导通情况。)

4. MOS管的封装以及生产的公司

HAT2140的datasheet1

STD5NM50T4的datasheet

2013-8-2

B. MOS管的门极驱动电路： 1) 直接驱动IRF530 D3 47

电阻R1的作用是限流和抑制V1

寄生振荡，一般为10ohm到100ohm,R2是为关断时提供放电

20k R2 D1

回路的；稳压二极管D1和D2是保护MOS管的门极和源极；二极管 D3是加速MOS的关断。

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2) 互补三极管驱动当MOS管的功率很大

时，而PWM控制芯片输出的PWM信号不足已驱动MOS 管时，加互补三极管来提供较大的驱动电流来驱动 MOS管。PWM

Vcc

D1 R3 Q2

20 R2

电阻R1和R3的作用是限流和抑制寄生振荡，一般

为10ohm到100ohm,R2是为关断时提供放电回路的；二极管D1是加速MOS的关断。2013-8-2 7

3) 耦合驱动(利用驱动变压器耦合驱动)

IRF530 D1 Q1

47 R1 V1 TX1

Q2 20k R2

当驱动信号和功率MOS管不共地或者

MOS管的源极浮地的时候，比如Buck变换器或者双管正激变换器中的 MOS管，利用变压器进行耦合驱动。驱动变压器的作用： 1. 解决驱动MOS管浮地的问题；2. 减少干扰。2013-8-2 8

4. 拓扑结构1. 拓扑结构的类型：非隔离：Buck 、Boost和Buck-Boost; 隔离的： flyback、forward、half bridge、full bridge、 push-pull 2. 分析拓扑的工作原理(稳态分析)(CCM和DCM):Buck、Boost 和 double forward 等。

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5. 磁性元器件(变压器和电感)的特性

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6. PWM(或PFM)控制方法--UC3842的应用(PFC芯片) 第二部分：控制电路的介绍 Part Ⅱ: Control Circuit Introduction控制电路的作用：1. 对输出电压进行采样，稳定所需要的输出电压； 2. 设置电路工作的频率。 3. 保护功能：如OCP、OVP、OTP等。

4. 实现电路中其他的一些功能：如控制LED指示灯的颜色：正常工作时灯的颜色，报警时灯的颜色。2013-8-2 11

控制芯片通常有两种工作方式：1. PWM ;2.PFM

PWM控制方式主要用在DC-DC变换器和PFC变换器中。而PFM主要用在功率因数校正(PFC)和谐振变换器中，

如谐振半桥(Half-bridge LLC resonantconverter)。本课程主要讲述电流模式的PWM控制方法：最基本的特点：频率不变(fs),调制脉冲宽度。

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电流模式PWM控制方法电流模式PWM控制器电路有两个控制环：外环检测输出

电压并提供一个误差信号给内环；内环比较误差信号与电感电流，决定关断功率开关管的时刻。最终结果

是改变脉冲宽度，达到输出电压稳定。以UC384X系列为例讲解电流模式的PWM控制方法

Datasheet 见UC3842.pdf文档

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UC384X系列的结构框图

VFB 检测输出电压 –电压误差放大器比较器---电压误差放大器的输出与检测电感电流的大小进行比较，输出PWM波去控制MOS的 2013-8-2 14 导通与关断。