基于RM3260T的图腾柱LED驱动电源.doc

《基于RM3260T的图腾柱LED驱动电源.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、基于RM3260T的图腾柱LED驱动电源熊本刚工程师作者单位：广东省珠海市华赛电子科技有限公司研发部邮编：摘要：RM3260T芯片是一款高性能离线式脉冲频率调制PFM电源管理IC，该芯片应用了原边检测反激Boost拓扑技术，省掉了光耦和恒流处理芯片，就是在这款新型微电路基础上，提出了一种利用外挂图腾柱驱动电路实现电流放大,提升驱动功率的产品设计方案，实现了由小功率到大功率的提升。关键词：RM3260T；脉冲频率调制PFM；图腾柱；一、系统概述本方案提出了一款输出功率达到55W的高效率（η≈90%）全电压工作范围的LED恒流照明电源，设计标准符合EN61347-2-1

2、3（LVD）的要求；其特点是：工作效率高，节能效果好，温升低；可实现输出短路保护，过压-过流保护，欠压保护，防雷、防浪涌保护等；该电源可以在室内使用也可以在室外使用，室外使用的防护等级达到IP67标准。电路设计巧妙，应用简单，成本极低，量产后经济效益可观，该产品已批量上市。二、单元电路分析1、AC输入及整流单元电路原理分析图一原理分析：图一所示电路是由压敏电阻、热敏电阻、π型滤波器和桥式整流单元组成；压敏电阻VR是用来吸收高压输入的放电火花，热敏电阻RZ是为了实现功率电路的软启动（限制开机时的浪涌电流），π型滤波器是用来实现EMI滤波功能，以消除共模干扰，桥式整流电

3、路是交流到直流（AC-DC）的转换。2、保护逻辑及辅助电源电路原理分析图二原理分析：图二所示的开启电压是指在开机瞬间整流桥堆输出的DC电压通过R1、R2向芯片VCC引脚瞬间供电，当VCC电压高于芯片的欠压锁定电压时瞬间启动。欠压锁定是靠变压器的辅助绕组供电，供电电阻为R3，当芯片VCC的供电电压低于开启电压时MOSFET被强制关断，同时进入重启状态，等待下次开启。采样电压是通过变压器副边绕组的两个电阻R5和R10的分压来提供，分压后的电压通过芯片的INV脚采样，当采样电压低于2V时，系统进入恒流状态。电流检测是采用逐周期电流检测后的脉冲频率控制PFM方式实现的，是通

4、过检测RM3260T芯片CS脚外接电阻R9的电压来实现。3、脉冲频率调制PFM单元电路原理分析图三原理分析：图三所示的PFM电路在RM3260T芯片内部，为了方便描述，画出了PFM单元电路框图，本设计采用原边反馈控制（PSR）技术实现恒流（CC）的精确控制，无需光耦，由次级反馈电路和环路补偿电路即可实现系统稳定、并可靠地工作。PFM的工作原理是，芯片的工作频率通过系统的工作模式来自我调节，在断续反激工作模式下其最大输出功率由下式计算：　式中Lp为变压器原边电感量，Po为输出功率，F为工作频率，Ip为原边峰值电流。由此看出，若改变变压器原边电感量可以改变最大输出功率，

5、但为了考虑系统的安全性和工作模式的需要，开关频率必须锁定，锁定后的工作频率F由如下关系式体现。式中TDEMAG为反激变压器恢复时间（即恢复半周期），而该时间与电感量Lp成反比。4、DC-DC功率单元电路原理图及概述图四原理分析：图四所示由控制电路，保护电路、辅助电源和功率转换四部分组成，系统的转换效率和保护特性都在该DC-DC电路中实现。DC-DC功率转换过程是在不连续工作模式下，输出电压由原边绕组来决定，当MOSFET导通时负载电流由输出滤波电容提供，原边电流呈斜坡上升，变压器储存能量，当MOSFET关断时，储存在变压器磁芯的能量由原边传递到副边，这种电流、电压传

6、递过程完全是由隔离变压器与MOSFET按照一定的谐振频率稳定工作并实现能量传递，这就是DC-DC功率转换的工作原理。三、图腾柱电路描述及理论分析图五⑴、电路描述：图五所示图腾柱放大电路由两个三极管Q2和Q3构成，上管是NPN型三极管，下管是PNP型三极管；NPN型三极管的集电极接变压器辅助绕组供电输出端，与R7相连，与芯片共用同一VCC，供电电压为20V，该电路从直流角度看是串联的，两对管共射联接处为输出端，本电路结构类似于乙类推挽功率放大器OCL。⑵、理论分析：图六所示芯片GATE输出的方波信号正负两个半周（高-低电平）分别由推挽输出级Q2、Q3的两“臂”轮流运算

7、放大，每一“臂”的导电时间为脉冲的半个周期，方波脉冲的工作频率为25-50KHz（该频率根据负载的不同而变化）。电路工作的逻辑过程是，高电平输入，上管导通下管截止，输出高电平；低电平输入，下管导通上管截止，输出低电平；当电路逻辑的上下两管均截止时，则输出为高阻态。在开关电源电路中，类似的电路常称为“半桥”。图腾柱简化及等效电路图如下：（图七）图六图七⑶、理论计算如下：A、工作状态分析静态：Vi=VoQ2、Q3均不工作，Vo=0V动态：Vi=H(高电平)Q2导通、Q3截止；Vi=L(低电平)Q3导通、Q2截止；两只三极管分别在半个周期内工作，该电路的工作原理类似于