基于ATS1605的小功率恒流LED灯驱动电源

季作敬，王春芳

(青岛大学 自动化工程学院，山东 青岛 266071)



基于ATS1605的小功率恒流LED灯驱动电源

季作敬，王春芳

(青岛大学 自动化工程学院，山东 青岛 266071)

摘要:在传统反激变换器的基础上采用ATS1605控制芯片设计了一款原边控制的LED灯驱动电源。文中介绍了其控制芯片和电路原理。实验验证了该设计的可行性和有效性。

关键词：LED灯；驱动电源；ATS1605

0　引　言

世界范围内约有四分之一的电能用于照明领域[1,2]。由于LED灯具有节能、环保、寿命长、尺寸小等优点，在照明领域得到了广泛应用[3]。本文研究了一种高精度、低成本的小功率LED灯驱动电源。

1　电路控制芯片与电路结构原理

1.1　ATS1605芯片介绍

ATS1605是一款原边反馈的LED灯驱动芯片，适合于低成本、高恒流精度要求的隔离LED灯恒流驱动电源。该芯片无需任何次级电流采样反馈电路和补偿电路，其内置线电压补偿无需增加电流补偿电路便可满足全电压输入范围的电流精度。该芯片的封装为SOT23-5，大大节约系统的体积，可适合体积要求很高的球泡灯和射灯的应用。该芯片可以直接驱动NPN三极管，极低的启动电流即可实现启动。ATS1605还集成了多种保护功能：如欠压锁定、前沿消隐、LED开路保护、过流保护、环路开路保护及LED短路保护等，大大增加了系统的稳定性。ATS1605的内部结构如图1所示。

1.2　驱动电源的工作原理

本文基于ATS1605芯片设计了一款反激式LED灯恒流驱动电源，其输入电压为100～240 VAC，输出恒流不恒压，输出电压会根据所接的灯珠自动调整。当驱动1个功率为1 W的LED灯时，其输出电压为2～5 VDC，输出电流为260 mA。其驱动电源的电路如图2所示：

图1 ATS1605的内部结构图

图2 驱动电源的电路原理

图2所示电源的开关频率为50 kHz,DG1为整流桥，C1为滤波电容，T为变压器，C0为输出滤波电容，VD1是输出整流二极管，ATS1605、VD2、R3、R4、R5及C2组成控制电路。当输入端接通电源时，经过DG1整流和C1滤波以后，电能经过变压器原边Np传递到变压器副边Ns，然后经过C0滤波后给LED灯供电。控制电路由主电路提供启动电流，当VCC引脚的电流达到5 μA时就能实现软启动，控制电路启动后，由辅助绕组Na供电，R3和R4是分压电阻，输出电压的反馈管脚FB检测R4两端的电压，通过检测的电压大小控制OUT引脚，进而控制NPN三极管是否导通，原边电流检测管脚CS用于检测电阻R5上的电流。

控制芯片通过检测反激变压器初级绕组的峰值电流来控制次级绕组的输出电流。电路反馈具有两个反馈环，一个是通过辅助绕组检查输出电压信号的电压外环，另一个是通过检查初级绕组峰值电流的电流内环。设计好这两个反馈环路可以提高系统的稳定性，得到较高精度的输出电流。原边控制的反激变换器不仅可以提供恒定的LED灯电流，而且消除了传统反激变换器的光耦和副边采样电路，从而降低了LED灯驱动电源的体积和成本，因此基于原边控制的反激变换器非常适合应用在LED灯驱动电源中。

2　实验结果

根据上述的电路原理，搭建了实验电路。以1 W的LED灯珠作为驱动电源的负载，输入电压分别为100 VAC和240 VAC时，测得负载两端电压Uo和电流波形io如图3和图4所示。

图3 输入100VAC的输出波形

图4 输入240VAC的输出波形

图3为输入100 VAC时的输出电压Uo和输出电流io的波形。图4为输入240 VAC时的输出电压Uo和输出电流io的波形。由图3和图4可知，当输入100～240 VAC时，电流稳定在260 mA左右，电压稳定在3.05 V左右。输出电压在一定范围内变化时，输出电流恒流，所以基于ATS1605的小功率恒流的LED灯驱动电源可以实现恒流控制。

3　结　论

本文基于控制芯片ATS1605设计了一款LED驱动电源样机。实验结果表明，当驱动1个功率为1 W的LED灯珠时，流过LED的平均电流稳定在248～272 mA，该电源能实现LED灯恒流控制，在全电压范围内保证了LED灯的亮度基本不变，并且整个LED驱动电源的效率较高。

参考文献：

[1]沈霞,张永春,李红伟.基于原边控制的LED驱动电源设计[J].电源技术，2012,(8):1173-1175.

[2]沈霞,王洪诚,蒋林.基于反激变换器的高功率因数LED驱动[J].电力自动化设备,2011.3l(6):140-143.

[3]韩浩,王燕云,夏东伟.用于LED照明驱动的反激式恒流驱动电源设计[Z].中国照明论坛,2013.

[4]杨旭,裴云庆,王兆安.开关电源技术[M].北京：机械工业出版社，2004.

[5]Jitaru I D. Efficiency Flyback Converter using Sychronous Rectification[C].IEEE APEC’02,2002:867-871.

王春芳(1964-)，男，山西人，博士，教授，主要研究方向为电能变换及其先进控制技术。

研制开发

Low Power Constant Current LED Driver Based on ATS1605

JI Zuo-jing，WANG Chun-fang

(School of Automation Engineering, Qingdao University, Qingdao 266071, China)

Abstract:In this article, based on conventional flyback converter, a primary-side controlled LED driver is designed using ATS1605, and the controller and circuit theory are introduced. Experimental results demonstrate the feasibility and effectiveness of the design.

Key words:LED; driver power; ATS1605

中图分类号：TG434.1

文献标识码：A

文章编号：1009-3664(2015)02-0021-02

作者简介：季作敬(1989-)，男，山东临沂人，硕士研究生，主要研究方向为电力电子技术;

收稿日期：2014-12-20