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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

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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。
001 外壳参数.jpg

拆开,驱动情况。
002 电路主板.jpg

各处元件细节:
003 元件细节.jpg

主控是SDH7611A。
004 主控型号.jpg

手册中的典型线路图
005 7611典型原理图.JPG

恒流计算公式
006 恒流计算.JPG

先上电路图
007 电路图.jpg


(二)3W工作时测量情况

电压为9.25V;电流为235mA。
010 3W电压电流.jpg

采样电压(芯片7脚对热地)30mV。
013 采样电压.jpg

6W(6个1W的LED)工作时,电流为235mA。
014 6W电流.jpg

上示波器,
CH1测量高压滤波电容;CH2测量芯片输出(5、6脚)
021 高压.jpg

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
023 CH1上移.jpg
022 高压放大.jpg

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
024 变压器输入与输出.jpg

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。
025 采样情况.jpg

(三)6X1W工作时
输出电压电流
030 6W工作.jpg

变压器波形,频率升高了
031 6W变压器波形o.jpg

输入与采样
032 6W CH2 567脚对热地.jpg

3W和6W工作时的对比
033 频率对比.jpg

空载输出电压
035 开路电压.jpg

最终电路图如下:
036.jpg

以下小心避坑,SDH7611A规格书
037 LED驱动_SDH7611ASHTR_规格书.PDF (562.89 KB, 下载次数: 4)


二、拆以BP3166为主控的LED驱动

(一)拆
驱动参数
001.jpg

电路板
002.jpg

主控
003.jpg

输入输出电容
004.jpg

手册中的电路
004 BP3166典型线路图.JPG

凝流计算公式
004 恒流计算.JPG

输入输出间有Y电容,好评
005.jpg

(二)测
不同W数的电流情况
006 恒流270mA.jpg

不同W数的电压情况
007 LED电压3.1V.jpg

1W、5W时的电压及开路电压
008 极端.jpg

上电路图
009 电路图.jpg

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

输出与采样波形
011 LED两端.jpg

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:
012.jpg

以下小心避坑:手册
BP3166B.PDF (236.6 KB, 下载次数: 5)
BP3166系列LED驱动方案
BP3166系列LED驱动方案.pdf (666.04 KB, 下载次数: 4)


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
001 拆7611.jpg

成功点亮3*1W的LED
003 点亮.jpg

3W时,LED的工作电压及电流
004 3W工作电压电流.jpg

开路电压
007 开路电压.jpg

波形情况
3166的D极,工作频率为65kHz
011 IC D极.jpg

3166的采样CS
012 IC CS.jpg

波形比较
013 .jpg

(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
021 变压器1.jpg

拆开
022 变压器2.jpg

高压侧,可见绕向
023 变压器3高压侧.jpg

拆完高压漆包线
024 变压器4高压侧拆.jpg

低压侧
025 变压器5低压侧.jpg

同名端情况
026 变压器6同名端.jpg

变压器的基本情况
027 变压器情况1.jpg
027 变压器情况2.jpg

绕回高压漆包线
028 变压器高压侧绕回.jpg

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
029 绕回后胖了.jpg

装回去,加了RCD电路
030装回 RCD.jpg

点亮3*1W的LED
031 点亮.jpg

波形情况
3166的D极,工作频率为80kHz
032 ID D极.jpg

3166的采样CS
033 IC CS.jpg

对比
034.jpg

3W时工作电压及电流
035 3W工作电压电流.jpg

开路电压
037 开路电压.jpg

根据3166的电流计算公式
041 3166计算公式.JPG

及7611的电流计算公式
042 7611计算公式.jpg

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。
043 更换变压器.jpg

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:
image.png

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:
image.png

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:
image.png

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:
image.png

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。
image.png
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:
image.png
(其中Np为原边绕组匝数;Ns为副边绕组匝数;D为占空比)
DCM:
image.png
(D为占空比,L为电感,Ro为输出负载,T为周期, image.png 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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本帖被以下淘专辑推荐:

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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jf201006 + 6 認真看帖

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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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jf201006 + 6 謝謝分享

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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 image.png
image.png

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8139 + 12 精彩回帖

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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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拆机专家123 + 10 ♋️♋️♋️
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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ljlun + 30 熱心會員

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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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jf201006 + 6 謝謝分享
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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jf201006 + 6 謝謝分享

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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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