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两个LED隔离驱动电路分析:BP3166和SDH7611,并重绕高频变压器,实践反激电源

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发表于 2023-8-22 20:33:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖文分四个部分:图比较多……
一、拆以SDH7611为主控的LED驱动
二、拆以BP3166为主控的LED驱动
三、更换主控及重绕变压器试验
四、反激电路的一点知识

一、拆以SDH7611为主控的LED驱动

(一)拆驱动
驱动参数
输出电压:9—16V(可以带3W的LED)。
恒流电流:250mA。


拆开,驱动情况。


各处元件细节:


主控是SDH7611A。


手册中的典型线路图


恒流计算公式


先上电路图



(二)3W工作时测量情况

电压为9.25V;电流为235mA。


采样电压(芯片7脚对热地)30mV。


6W(6个1W的LED)工作时,电流为235mA。


上示波器,
CH1测量高压滤波电容;CH2测量芯片输出(5、6脚)


上图可见,高压滤波电容还是有30V左右的波动的,频率是100Hz。
入放大如下图


上图中,CH2可以间接反应出高频变压器的输入,峰值为280V,反向有50V,反向尖峰为120V。
由于在Toff后半段出现了振玲,所以这是 工作在DCM模式下。

变压器输入与输出对比如下图


CH1为变压器输入波形;CH2为变压器输出波形。
输出正向电压约为10V,反向峰值为55V。工作频率为50kHz。
芯片输出为采样如下图,采样峰值电压为0.6V。


(三)6X1W工作时
输出电压电流


变压器波形,频率升高了


输入与采样


3W和6W工作时的对比


空载输出电压


最终电路图如下:


以下小心避坑,SDH7611A规格书


二、拆以BP3166为主控的LED驱动

(一)拆
驱动参数

电路板

主控

输入输出电容

手册中的电路

凝流计算公式

输入输出间有Y电容,好评

(二)测
不同W数的电流情况

不同W数的电压情况

1W、5W时的电压及开路电压

上电路图

(三)波形
CH1变压器输入波形
峰值电压280V,反向60V,反峰100V

输出与采样波形

上图,LED两端约9.5V;采样电压为0.32V,反向0.16V,尖峰0.2V
由此可以看出,工作在DCM模式。

最终电路图如下:

以下小心避坑:手册
BP3166系列LED驱动方案


三、更换主控及重绕变压器试验
(一)在7611的板子上换上3166工作情况
拆下SDH7611换上BP3466B

成功点亮3*1W的LED

3W时,LED的工作电压及电流

开路电压

波形情况
3166的D极,工作频率为65kHz

3166的采样CS

波形比较

(二)在7611的板子上装上3166重绕变压器后的工作情况
拆下变压器

拆开

高压侧,可见绕向

拆完高压漆包线

低压侧

同名端情况

变压器的基本情况

绕回高压漆包线

一个小插曲:
由于是人肉绕,没有耐心,就随便绕了下。结果,装回后没有输出。
经测量,是主控坏了,原因可能是绕的不好,导致反峰电压太高。
所以又重新绕了,并加上了反峰吸收(RCD)电路。

第二次绕好的样子,还是一个小胖子

装回去,加了RCD电路

点亮3*1W的LED

波形情况
3166的D极,工作频率为80kHz

3166的采样CS

对比

3W时工作电压及电流

开路电压

根据3166的电流计算公式

及7611的电流计算公式

可以算出,换上3166后,电流下降了,高压绕组主127匝,与实际差不多。
重绕变压器后,高压绕组为123匝,说明人肉绕线不行啊。

可见,主控功能相同(或相近)是可以代换的,就是要调整好采样电阻。



四、反激电路的一点知识

反激电路的工作模式有两种:CCM和DCM。
CCM(电流连续)模式理解,所以从CCM着手学习
在CCM模式下:
1.反激变换器(Flyback Converter)拓扑结构
反激变换器拓扑结构,如图下:


拓扑结构中重要参数有:
输入电压 Vi;占空比D;开关频率f;原边线圈圈数 Np;副边线圈圈数 Ns;原边线圈电感Lp;输出功率Pout;反激电压Vfb。

2.反激变换器(Flyback Converter)原理
反激变换器(Flyback Converter)拓扑结构,如下图:


S导通(开关管导通)时:
i电流由输入电压端流经变压器原边线圈与开关形成电流回路。此时变压器原边线圈两端压降为Vi;
ii副边线圈两端感应电压Vi/n,因回路上二极管不导通,副边回路上无电流;
iii变压器原边线圈因电流流过而产生磁力线于变压器铁芯内,其数量会随流通电流的时间增加而增加;
iv因副边线圈无电流流通,原边电流增加使得原边能量累积于原边线圈中,直到开关断开为止。
S关断(开关管关断)时:
i原边线圈两端电压因磁力线累积储存在变压器铁芯内,因而产生反电势;
ii原边线圈两端反电势由铁芯内累积的磁力线,使得副边线圈两端电压产生相对感应电势;
iii二极管导通(理想二极管),副边线圈两端电压为Vo,原边线圈两端电压为Vo*n;
iv电流由副边线圈开始经二极管与输出电容形成回路,并将变压器的能量释放,直到下一次开关导通为止。

3.反激变换器电压转换公式:


其中:D为占空比;T为周期;n(=Np/Ns)为变压器匝比;

4.理想电压波形如下图:


但,大部分电源都是工作在在DCM模式下,
因为DCM模式在轻负载下待机电流小,可以节能,如果用CCM模式下,待机电流大。
以上的LED驱动,从波形上看,也是工作在DCM模式下的。
上图中红色波形是实际工作波形。

输出电压不作推导,直接给出公式
CCM:

(其中Np为原边绕组匝数;Ns为副边绕组匝数;D为占空比)
DCM:

(D为占空比,L为电感,Ro为输出负载,T为周期,为效率。)

这里要注意:
DCM模式下,当空载时,R为无穷大,输出电压为无穷大。故升降压电路不应该空载,否则产生很高的电压造成电路中元器件的损坏。
上面的LED驱动的输出都接有一个负载的,当然,这种主控是有输出开路保护的。

以上,谢谢观赏!
祝坛友们七七快乐!!

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发表于 2023-8-22 20:38:57 | 显示全部楼层
jf的帖子一贯的详实,前排慢慢学习,标题字太多了,最后几个字被吞了

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jf201006 + 6 謝謝分享 总想表达清楚点 省得占用大家的时.

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发表于 2023-8-22 20:41:48 | 显示全部楼层
另外结尾部分

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml131928/wps7.jpg

这张图是不是没上传?

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 楼主| 发表于 2023-8-22 20:42:23 | 显示全部楼层
8139 发表于 2023-8-22 20:38
jf的帖子一贯的详实,前排慢慢学习,标题字太多了,最后几个字被吞了 ...

让版主改吧 哈哈哈
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发表于 2023-8-22 21:06:21 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
学习了,好资料。

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发表于 2023-8-22 21:07:03 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
真够详实的,累不累?

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8139 + 10 杠杠累,谁发谁知道,哈哈
jf201006 + 6 謝謝分享 研究研究 哈哈哈

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 楼主| 发表于 2023-8-22 21:09:30 | 显示全部楼层
8139 发表于 2023-8-22 20:41
另外结尾部分

file:///C:/Users/ADMINI~1/AppData/Local/Temp/ksohtml131928/wps7.jpg

是这个东东

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发表于 2023-8-22 21:33:07 | 显示全部楼层

输入法可以打出来啊,小写希腊字母,η,粘贴图片的操作太狂野了

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jf201006 + 6 認真回帖

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 楼主| 发表于 2023-8-22 21:56:54 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
8139 发表于 2023-8-22 21:33
输入法可以打出来啊,小写希腊字母,η,粘贴图片的操作太狂野了

从公式中贴过来的,怎么就变图片了。
就用图片吧。哈哈哈

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发表于 2023-8-22 22:10:12 | 显示全部楼层
内容详实,感谢分享~

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发表于 2023-8-22 22:46:28 | 显示全部楼层
楼主过节也不休息啊
   
试验+写教程要好几个小时吧

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8139 + 9 保守估计得半天

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发表于 2023-8-23 00:07:28 | 显示全部楼层
技术贴,分析的很到位。

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发表于 2023-8-23 00:51:28 | 显示全部楼层
技术不是一般的牛

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发表于 2023-8-23 01:01:32 | 显示全部楼层
技术手艺装备都不错,玩家啊

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发表于 2023-8-23 07:15:03 | 显示全部楼层

技术手艺装备都不错,玩家啊

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发表于 2023-8-23 07:59:17 | 显示全部楼层
不错不错研究的很透彻~

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发表于 2023-8-23 08:31:48 | 显示全部楼层
有示波器就是好

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发表于 2023-8-23 08:53:28 | 显示全部楼层
似乎看不大懂啊,继续学习

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发表于 2023-8-23 08:56:34 | 显示全部楼层
谢谢版主的无私分享!!收藏一下,慢慢学习消化一下!!

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jf201006 + 6 謝謝分享

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