該臺燈電源采用離線式開關(guān)電源芯片(SM8002C),其電路大部分由貼片元件組成。由于隨機(jī)來附圖紙。根據(jù)實(shí)物繪制的電路圖如下圖所示。
該臺燈的電參數(shù)為:輸入電壓:AC100V~260V(50/6Hz);輸出電壓、電流:DC7.5V,750mA。
一、開關(guān)電源芯片(SM8002C)簡介
SM8002C是電流模式的PWM離線式開關(guān)電源開關(guān)芯片,其待機(jī)功耗小。
具有過流和欠壓保護(hù)功能:在系統(tǒng)短路時,芯片內(nèi)部的定時電路開始工作.讓整個系統(tǒng)工作在“打嗝”模式,同時監(jiān)測系統(tǒng)工作的狀態(tài),直到系統(tǒng)恢復(fù)正常為止。芯片開關(guān)頻率為l00kHz,為了降低整個系統(tǒng)的EMI,芯片會在±2kHz范圍內(nèi)自動調(diào)整開關(guān)頻率。
該芯片內(nèi)部功能框圖見右圖:封裝示意圖見左圖,其引腳功能見下表。
二、啟動及PWM形成過程
1.啟動階段
上電后,市電經(jīng)D1~D4、C1整流濾波后形成的直流280V電壓,通過電阻Rl、R2降壓后給電容C4充電,并通過100Ω電阻送到Ul啟動腳⑥腳。當(dāng)此腳電壓上升到10V時,芯片啟動并進(jìn)入VDD充電階段。
2.VDD充電階段
此時,芯片內(nèi)部開關(guān)(連接于Vstart腳和VDD腳之間)導(dǎo)通,系統(tǒng)通過Vstart腳和開關(guān)向VDD腳電容C3充電,VDD電壓上升,當(dāng)VDD電壓達(dá)到5V的時候,芯片進(jìn)入內(nèi)部定時電路工作階段。
3.內(nèi)部定時電路工作階段
此時,芯片內(nèi)部的定時電路開啟,由于充電開關(guān)仍然導(dǎo)通,VDD腳繼續(xù)充電,由于內(nèi)部的穩(wěn)壓作用,VDD電壓最終達(dá)到5.6V,定時電路在開啟0.65秒之后結(jié)束工作,芯片進(jìn)入VDD放電階段。
4、VDD放電階段
定時電路結(jié)束工作后,芯片內(nèi)部充電開關(guān)關(guān)斷,由于芯片內(nèi)部電流消耗.VDO電壓下降,當(dāng)降到4.95V的時候,芯片進(jìn)入了PWM工作模式。
5.PWM工作模式
當(dāng)VDD電壓在3.35V~4.95V之間時,芯片工作在PWM工作模式,SW口有PWM波形輸出,SW波形的占空比隨VDD電壓的變化而變化。
6.PWM關(guān)斷模式
當(dāng)YDD電壓高于4.95V或低于3.35V時,芯片的PWM關(guān)斷,SW口沒有波形輸出。
三、穩(wěn)壓及穩(wěn)流控制過程
該臺燈采用的發(fā)光二極管模塊LED1,內(nèi)含四只發(fā)光二極管、兩只串聯(lián)后再并聯(lián),每只發(fā)光二極管管壓降為3.4V~3.8V,電流為350mA左右。
實(shí)測此臺燈的LED1工作電壓為6.8V,電流為750mA。
1.穩(wěn)壓控制
當(dāng)某種原因引起輸出電壓升高時,經(jīng)9.lkΩ電阻及R20、R21、RI5分壓后,精密穩(wěn)壓器U4的R端電壓升高:K端電壓下降,則光耦U2內(nèi)部的發(fā)光二極管亮度增加。其光敏三極管導(dǎo)通程度加深、內(nèi)阻變小,使U1①腳VDD電壓上升,PWM的占空比變小,當(dāng)升至4.95V以上時,芯片關(guān)閉PWM輸出,輸出電壓下降。
同樣,當(dāng)某種原因引起輸出電壓降低時,將會使精密穩(wěn)壓器U4的R端電壓下降,K端電壓升高,光耦U2內(nèi)部的發(fā)光二極管亮度減弱。光敏三極管導(dǎo)通程度變淺,內(nèi)阻變大,使U1①腳VDD電壓下降,PWM的占空比增大,輸出電壓上升。
極端情況下(當(dāng)輸出端短路時),光敏三極管導(dǎo)通程度進(jìn)一步變淺,內(nèi)阻進(jìn)一步變大,VDD電壓進(jìn)一步下降,當(dāng)下降至3.35V時,芯片關(guān)閉PWM輸出,由于Vs-tart腳存在電壓,芯片又重新啟動,但由于負(fù)載短路未被解除,芯片又關(guān)閉,如此重復(fù),直到負(fù)載恢復(fù)正常。
2、穩(wěn)流控制
除工作電壓、散熱外,LED1工作電流控制顯得非常重要。此電路由雙運(yùn)算放大器U3(LM358)、電阻Rl0、R16、R17、二極管A2、D7、電流取樣電阻R15等組成。其中,A2基準(zhǔn)電壓(約0.65V)通過R16、R17分壓后,送到U3③腳同相輸入端,R15(0.lfl)土的壓降則通過470Ω電阻送到U3②腳反相輸入端,輸入端二者差值信號經(jīng)誤差放大后.去控制LED1工作電流大小。
當(dāng)流過LEDl的電流超過設(shè)定值時,R15上的壓降增大,也即U3②腳反相輸入端電壓升高,當(dāng)高于③腳同相輸入端基準(zhǔn)電壓時,①腳輸出端電壓下降,進(jìn)而引起光耦U2②腳電壓下降,U1①腳VDD電壓上升。Ul調(diào)小PWM占空比或關(guān)閉PWM輸出,輸出電壓下降,最終使LED1工作電流下降至規(guī)定值。
反之,當(dāng)流過LED1的電流小于設(shè)定值時,R15上的壓降減小,U3①腳輸出端電壓升高,同樣,U4K端電壓也會因R端電壓下降而上升,經(jīng)D7綜合作用后,光耦U2②腳電壓上升,通過相反的控制.Ul①VDD電壓下降,PWM的占空比增大,輸出電壓上升,最終使LED1工作電流回至規(guī)定值。
四、部分電路參數(shù)
LED1和SM8002C芯片非在路電阻如下:LED1模塊用MF47型萬用表R×l0k擋測其正向電阻為180kΩ,測時LED1微亮,反向電阻為∞。
SM8002C芯片非在路電阻見下表(用500型萬用表R×lk擋測得)。
注:
1、有關(guān)測試點(diǎn)電壓值見原理圖。
2、原理圖中各處直流電壓值是用MF47型萬用表測得的,括號內(nèi)的電壓值為拆去發(fā)光二極管LED1后測得。
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