【鼎阳硬件智库原创电源】反激式LED驱动电源的功率MOS.PDF
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鼎阳硬件设计与测试智库文档编号:HWTT0053
【鼎阳硬件智库原创︱电源】反激式 LED驱动电源的功率 MOS管的测量和选用
叶鸣
照明行业资深专家、中国电源学会专家委员会委员、高级会员
鼎阳硬件设计与测试智库专家组成员
鼎阳硬件设计与测试智库专家组成员
ThinkTank按语
话说普天下的电源产品就只用到三、四种电路拓朴:单端反激、单端正激/双正激、半桥、全桥移
相。其它成千上万的电路拓朴都是用来做学问搞研究的。 RD和Engineering就是不一样。Engineering
也许不是做高深的研究,但是要在工程化过程中做出好皮实、经久耐用的好产品。
搞掂单端反激电路就可以骄傲地走遍天下,做一个从事小功率电源产品研发的优秀电源工程师了!
关于单端反激电源的文章汗牛充栋,但是真正接地气的并不多。该文是业内顶尖照明行业专家叶
鸣先生为鼎阳硬件智库特约专稿的第二篇。文章结合实际产品的电路剖析工作原理,使用示波器实际测量
电路中最关键的开关元器件MOSFET 的波形,最终给出MOS管选型的结论。
关心电源设计细节的工程师可以阅读此文, 在使用电源但没有细致研究过电源工作原理的工程师
可以阅读此文作为启蒙。 如果您认为此文有价值,请转发给相关电源类工程师哦!
期待叶大师的更多文章和大家见面!
近年来,LED照明在国内得到了迅猛的应用,它在市场上的销量呈现爆炸式的增长,在其所用的电
源中,反激式LED驱动电源因其成本低、安全的特性好的优点而得到了广泛的应用。但是,在设计过程中,
一般的工程师由于经验不足,会造成烧机的毛病,其中重要的原因之一,就是功率MOS管电路的设计调试
不当,本文基于这个考虑,介绍一种使用示波器测试的手段,讲解下相关电路的调试方法,对于不同的电
路拓扑,可以采取本方法,举一反三,通过测试,达到保证使用的三极管的可靠性的目的!
首先,还是简单回顾下反激式LED驱动电源的工作原理:
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如图1,是一个反激式LED驱动电源的简图,略去输入电源部分
图1
下面根据本文的主图,重点针对MOS管的部分做简单的原理讲解:
控制电路根据电路各取样回路的取样,做出判断,按照设计者实现编好的工作模式,控制MOS管
的工作状态,开通或者关断,R1,C1和D1构成吸收回路,用于吸收由于漏感的能量,防止漏感能量无释放
的回路而产生过冲导致MOS管的峰值电压太高而烧毁MOS管,D2和C2构成次级供电的整流滤波回路,R2
是MOS管电流取样电阻。
当MOS管开通的时候,各部分的电压 (或电动势)的方向是,线电压通过变压器,MOS管和取样
电阻形成回路,同时形成工作电流,而次级的电压(或电动势)通过功率二极管,电容和负载形成回路,
由于功率二极管是反向偏置,呈现关断状态,次级无电流通过,此时的变压器相当一个功率储能电感,把
能量储存在其中,如图2红箭头方向所示:
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图2
当MOS管的电流上升到一定的数值时,控制电路通过取样电阻感应得知,此时关断给MOS管的
驱动信号,MOS管关断,T1变压器的次级感应电压反转,二极管正向导通,变压器中存储的能量通过二极
管向滤波电容C2和负载释放,而存储在变压器漏感中的能量是无法向次级释放的,由于电感电流不能突变,
这些能量就加在MOS管上,造成MOS管尖峰电压迅速升高,这时如果不加措施,将会击穿MOS管,所以
在电路上增加了一个由C1、R1和D1组成的能量吸收电路,它的工作原理是,给漏感产生的电压提供一个
回路,在尖峰电压到来之际,通过二极管把能量送进电容,通过电阻放电消耗掉这些存储在变压器漏感中
的能量,从而保证三极管的安全。如图3所示:
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图3
了解了基本原理,在设计产品的时候,就要对工程样板进行测试,以便进行元器件可靠性的评估。
下面使用鼎阳SDS2024示波器对MOS管进行电压和电流的测量,通道1测量MOS管漏记电压的波形,
通道2测量MOS管漏极电流的波形!
图4,是同时测量两个通道的波形!其中蓝色波形是
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