輸入過(guò)壓保護(hù)

在 LED 驅(qū)動(dòng)電路中，輸入過(guò)壓保護(hù)環(huán)節(jié)至關(guān)重要，其主要應(yīng)對(duì)雷擊或市電沖擊所產(chǎn)生的浪涌電壓。當(dāng) DC 電壓經(jīng) “+48V、GNG” 端口流入電路，并經(jīng)過(guò) R1 電阻限流時(shí)，若后續(xù)線(xiàn)路不幸發(fā)生短路，R1 的電流隨之增大，致使兩端壓降升高。一旦壓降突破 1W 閾值，保護(hù)機(jī)制即時(shí)響應(yīng)，R1 阻值瞬間躍升至近似無(wú)窮大，成功隔絕 +48V 輸入電路與負(fù)載的聯(lián)系，達(dá)成保護(hù)效果。完成限流工序后，電壓涌入整流橋，推進(jìn)后續(xù)流程。

輸入過(guò)壓保護(hù)電路由 R1 與 RV 協(xié)同搭建。RV 乃壓敏元件，以非線(xiàn)性半導(dǎo)體材料鑄就，伏安特性與穩(wěn)壓二極管相仿。常態(tài)下，RV 阻抗甚高，僅允微弱電流通行。而逢高電壓侵襲，尤其是雷擊或市電沖擊衍生的浪涌，RV 馬上轉(zhuǎn)為短路狀態(tài)，切斷輸入總電流，捍衛(wèi)后續(xù)電路不受損傷。鑒于所有電流皆流經(jīng) R1 和 RV，而 R1 功率僅 1W，危急時(shí)刻能瞬間開(kāi)路，雙重保障電路安全。

整流濾波電路

面對(duì)交流 AC 輸入情境，橋式整流器挑起將交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟姷拇罅海瑧{借二極管單向?qū)ㄌ刭|(zhì)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。若直流 DC（+48V） voltage 直接饋入整流橋 BD，其輸出直流電壓呈現(xiàn)上正下負(fù)態(tài)勢(shì)。若 +48V 電源本已是直流，整流橋此時(shí)充當(dāng)輸入極性保護(hù)衛(wèi)士，無(wú)論輸入極性怎樣，都能確保驅(qū)動(dòng)電源不受損壞。再借助 C1、C2、L1 等元件濾波，能將整流后夾雜交流成分的電壓波形，梳理為平滑直流電，LC Π 型濾波電路在其中大顯身手。

整流后的直流電壓，交流雜質(zhì)難以避免。LC Π 型濾波電路登場(chǎng)，電感 L1 攜手電容 C1、C2，降低電壓中交流成分，穩(wěn)定直流輸出。電壓經(jīng)此 Circuit，波形得以平滑，為后續(xù)環(huán)節(jié)供應(yīng)可靠電源。

箝位吸收電路

圖中紅框標(biāo)記處，便是箝位吸收電路。它的使命是守護(hù) IC 內(nèi)部 MOS 管。整流濾波后的電壓，一部分經(jīng)變壓器繞組輸送至 U1（TK5401）的第 7、8 腳；另一邊，電壓經(jīng) R1、C3、D2 組成的箝位電路，同樣連接到 7、8 腳。此箝位電路專(zhuān)注于吸收變壓器 TRANS2 - 2 繞組兩端反向電動(dòng)勢(shì)，消除自激振蕩，為變壓器下一周期運(yùn)作籌備。若變壓器未能復(fù)位，將會(huì)飽和、喪失感抗，而 R1 和 C3 構(gòu)成的 RC 充放電回路，能有效反向積累電動(dòng)勢(shì)。D2 則擔(dān)當(dāng)隔離角色，正半周阻斷感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)環(huán)路，負(fù)半周導(dǎo)通，快速釋放電動(dòng)勢(shì)，使 IC 內(nèi) MOS 管免遭尖峰電壓損害。

U1 工作原理

TK5401 這款 LED 驅(qū)動(dòng) IC，設(shè)計(jì)獨(dú)到，無(wú)需電解電容就能達(dá)成高效驅(qū)動(dòng)。它內(nèi)嵌高電壓功率 MOS 管，型號(hào)為 650/1.9 歐姆，適配 AC85V 至 265V 的寬泛通用交流輸入電壓。其驅(qū)動(dòng)電路借精密脈沖檢測(cè)漏電流峰值，D/ST（7 腳，8 腳）端電壓超越 OCP 電壓時(shí)，功率 MOS 管即刻關(guān)閉，保障漏電流受控。同樣，s/ocp（1 腳）和 GND（3 腳）間的電流采樣電阻，一旦壓降觸及 OCP 電壓閾值，功率 MOS 管也會(huì)關(guān)停。

該電路運(yùn)用反激式變壓器工作模式。變壓器初級(jí)與次級(jí)相位相反，始終保持 180 度相位差，賦予電路高效、穩(wěn)定的變換性能。

經(jīng)整流濾波的電源 voltage，經(jīng)變壓器繞組輸入至 IC 的 7、8 腳，對(duì)應(yīng) MOS 管的 “D 極” 和 “S 極”。電源 voltage 的變換，依賴(lài)這兩個(gè)引腳的接通與斷開(kāi)。初次變換時(shí)，U1 啟動(dòng)，內(nèi)部啟動(dòng)電路為 7、8 腳供電，U1 向內(nèi)部 MOS 管 “G 極” 輸出方波脈沖，D 極與 S 極接通，因 S 極接地，變壓器一端瞬時(shí)接地成回路。變壓器作為感性元件，電流拒突變，感抗產(chǎn)生，電流線(xiàn)性攀升，感應(yīng)電壓反向而生，抑制突變，下繞組與次級(jí)繞組產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，電 - 磁 - 電轉(zhuǎn)換原理在此體現(xiàn)。

次變換建立在正反饋供電繞組電動(dòng)勢(shì)基礎(chǔ)上，經(jīng) D3 整流、R3 限流、C4 濾波后，分為兩路供電，其一供 U1 第 2 腳，其二給光電耦合器件 PC817。第 2 腳得電后，U1 內(nèi)部 PWM 供電控制系統(tǒng)切換至正反饋繞組供電，維持振蕩電路工作，輸出第二個(gè)脈沖控制信息，調(diào)節(jié) MOS 管開(kāi)關(guān)狀態(tài)，變壓器持續(xù)電 - 磁 - 電轉(zhuǎn)換。

輸出整流電路

變壓器次級(jí)輸出 voltage，經(jīng) D4 整流，再由 C8 和 L1 濾波，為 LED 燈輸送穩(wěn)定電源。電感 L1 除濾波外，續(xù)流作用關(guān)鍵，倚賴(lài)電感電流拒突變規(guī)律，保障輸出電流平穩(wěn)。

恒流電路

恒流電路乃電路原理圖核心。

8 腳 MOS 輸入端控電路通斷；6 腳懸空；5 腳外接電容定 RC 時(shí)間常數(shù)，充電 MOS 管通，放電則斷；4 腳 voltage 檢測(cè)，依 voltage 控輸出脈沖占空比；3 腳接地；2 腳供電；1 腳外接電阻與 5 腳電容組 RC 振蕩源。

4 腳外接光耦 PC817，與輸出電路 R4 并聯(lián)。R7 檢測(cè)電流，依據(jù)歐姆定律，電流增，R4 兩端 voltage 升，達(dá)一定值，PC817 導(dǎo)通，副邊 RV 導(dǎo)通，內(nèi)阻降，4 腳 voltage 上升，經(jīng)與內(nèi)部基礎(chǔ) voltage 比較，輸出信號(hào)關(guān)斷 MOS 管，實(shí)現(xiàn)恒流。

U1 內(nèi)部 PWM 模塊助力，輸出電流超標(biāo)時(shí)，自動(dòng)調(diào)降 PWM 占空比，減 output current，達(dá)成恒流。同時(shí)，電路配備過(guò)流保護(hù)，異常時(shí)及時(shí)切斷電源，護(hù)設(shè)備周全。