新型LED模擬和數字直流穩壓電源研究資料方案
2017-7-8 14:50:25??????點擊：
各位，我想首先分析研究直流穩壓電源方案的可行性，再講解實案的開發過程。
將PWM信號V2通過RC積分加到運放的同相端做基準直流穩壓電源電壓，通過檢測直流穩壓電源輸出端的直流穩壓電源電流加到運放的反相端做比較，實現直流穩壓電源電流調節功能。
通過R1與電阻直流穩壓電源器R6分壓，實現改變基準直流穩壓電源電壓，調節輸出直流穩壓電源電流。
通過R1，經過D1穩壓，維持無直流穩壓電源器狀態下的正常輸出。
通過仿真可以看到，無直流穩壓電源器狀態下，PWM直流穩壓電源器100%占空比下，電阻直流穩壓電源器100K下，基準保持相同。
通過調節R1，基準分壓電阻R11和R3，V3，使電阻直流穩壓電源器100K下的基準與無直流穩壓電源器的情況下保持相同，也可使電阻直流穩壓電源器調節輸出直流穩壓電源電流的比例發生改變。
R1為56K的對應參數顯然直流穩壓電源比例不理想，50%阻值時分壓直流穩壓電源電壓還有7.9V，即50%直流穩壓電源器阻值對應的輸出直流穩壓電源電流有80%。
R1為100K時對應的參數明顯改善，50%阻值對應68%。
PWM直流穩壓電源沒有分壓問題，直流穩壓電源比例非常理想，RC積分直流穩壓電源電路要選好阻值和容值，過大的阻值容值時間常數太大，過小的阻容值使信號不夠平滑。
直流穩壓電源器到D1最好串個小阻值電阻。0-10V也是同理，以上直流穩壓電源方案經過驗證可行，就是所謂的三合一直流穩壓電源了，這種直流穩壓電源方式對于PWM直流穩壓電源而言，只能適應10V PWM，且需精確控制PWM高電平直流穩壓電源電壓，因為直接反應的是輸出的直流穩壓電源電流。
然而，如果需要能在不同PWM電平下進行直流穩壓電源，此直流穩壓電源方案就行不通了。下來探討第二種直流穩壓電源方案。
通過檢測輸出直流穩壓電源電流加到運放的反向端，利用PWM信號控制三極管的占空比，把2.495V的基準電平經過RC積分加到運放反向端，改變實際的直流穩壓電源電流檢測信號，實現調節輸出直流穩壓電源電流的目的，從直流穩壓電源電路圖中可以看出，只要滿足PWM信號高電平時，三極管能夠飽和導通，低電平時能完全截止的條件下，無論PWM信號是多少V，調節的輸出直流穩壓電源電流基本不變。
PWM信號1%占空比下，反相端的直流穩壓電源電壓為97.8mV,而同相端基準直流穩壓電源電壓為111.5mV，說明占空比1%時對應的輸出直流穩壓電源電流為12.3%，顯然可調節的最小直流穩壓電源電流太大了，不符合要求。
通過改變R11和R3可改變調節直流穩壓電源電流的比例，當然可改變的地方很多，如前面的RC積分中R的阻值，但是我們不要去動他，就動這兩個電阻就可以了。通過把R11改為10K時，我們可以看到，同相端的信號與反相端的基準基本差不多了，1%占空比下對應的輸出直流穩壓電源電流只有近1%，要注意的是，直流穩壓電源電流調節并非越與基準相近越好，最好要留點裕量，避免提前關斷。
我們再來看一下Q2的波形，經過仿真，可以看到有很高的尖峰。
通過在Q2的C-E之間并聯一個小電容，基本沒有尖峰了，波形很漂亮。
這個直流穩壓電源方案的好處是對PWM電平可以有很寬范圍，沒有精度要求。
細心分析直流穩壓電源電路的朋友還可以看出，具有軟啟動功能，在通電瞬間，由于時序和響應時間問題，“三極管還沒來得及導通”，2.5V的基準直流穩壓電源電壓通過分壓，直接加到運放的反向端，使反向端的信號最大，因此開通瞬間的輸出直流穩壓電源電流很小并慢慢建立的一個過程。建立的時間與RC積分直流穩壓電源電路的時間常數和PWM信號的占空比有關。
然而行業對這類型的直流穩壓電源方案普遍的認知是無法完全關斷和無法精確控制。
也許是普遍認知，也許是做過的沒能完全關斷和精確控制，再傳到沒做過的人的耳朵里，也就這么傳下去了。
我不太喜歡那些條條框框，別人說做不到我們就真的相信做不到，因為大家都是這么做的。
其實只要稍微發揮下自己的創造力，關斷的辦法還是很多，比如可以再用一個運放專門用來控制關斷和導通，比如用個MOS切斷輸出或控制前級等等。切斷輸出會引起過沖的問題，只要解決過沖的問題就實現了。這種方法我試過，但沒有去鉆研了。因為我用另外的方法解決了。
考慮到直流穩壓電源技術的保密性，以及正在申請專利的問題，不能透露過多的信息。只能給大家一個思路，但是我覺得已經足夠了，總不能我直接把直流穩壓電源電路貼出來，這樣就創造不出更有逼格的了。這樣也鍛練不出自己的創造力，讓自己得到提升。所以望諒解哦。其實不管什么東西，看似復雜與神奇，其實只不過是直流穩壓電源元器件的基本特性應用而以。比如說以前照相機的閃光燈，看似蠻神奇，只不過是電感的基本特性而以。
這種解決直流穩壓電源方案是可行的，我們已經推出了 LSP03 + LSD58 模塊（ PWM控制+DIM控制），特別是PWM直流穩壓電源模塊 LSD58D做得非常細致，可以精確控制關斷，對PWM控制器的驅動能力只需50uA，意味著一個普通的5mA驅動能力的PWM控制器可以同時帶到100臺直流穩壓電源，留點裕量，最少也可以帶到50臺。
對于LSD58B 0-10V直流穩壓電源也可以實現精確關斷，關斷直流穩壓電源電壓在0.2-0.3V的樣子，導通直流穩壓電源電壓在0.4-0.5V的樣子。
好了，采用第二種直流穩壓電源方案，進行正式的設計工作了。
直流穩壓電源元器件的位置基本擺好了，走線布通了。采用非常緊湊的設計，60W直流穩壓電源僅42*100的直流穩壓電源PCB尺寸。
設計直流穩壓電源PCB要素，大的及核心的器件先布局，先布局好插件，再布貼片，最后走不通時再進行應當調整。
直流穩壓電源PCB布局布線應從工作性能，可靠性，EMI，工藝可行性，現代商業競爭的經濟性，有更高追求的美觀性等綜合折中考慮，不應是傳統的，很多論文，很多書籍上單一的條條框框。
比如說大直流穩壓電源電流回路要小，MOS管D極到變壓器間動點，次級整流前的走線要小且短等等。我們不應該局限于此，但盡可能按那要求去。最終還是要根據其它因素綜合考量，進行折中處理。
比如這個是60W的直流穩壓電源，輸出直流穩壓電源電流較小，55V1.05A，為了經濟性，采用兩只DO-201封裝的二極管，為了加強散熱，不得不把次級整流前的走線面積加大，且開窗，EMI會差多少呢？改善線小與走線很寬并開窗時的EMI需要多少成本呢？用很貴大直流穩壓電源電流二極管或是再加個散熱片，哪個更加具有商業價值呢，再說這么小的直流穩壓電源PCB尺寸也放不下那么多東西，顯然只能走線寬并開窗處理，當然是在走線寬并開窗就能滿足散熱的前提下。總之我們應把可靠性放在第一位，沒有了可靠性，再談什么EMI或其它任何東西都沒有意義了。
工藝的可行性應確保插件方便，焊盤無連錫虛焊等現象，貼片直流穩壓電源元器件盡可能朝一個方向，工藝好且美觀，焊盤保持1mm以上比較合適。
需散熱器件下面的直流穩壓電源PCB能開孔就盡量開孔，利于散熱。
到這里，直流穩壓電源PCB的設計工作就完成了，圖片為3D模型，采用了極具成本效益的CEM-1單面板，直流穩壓電源電路復雜，直流穩壓電源元器件多。
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