照明用LED的低壓驅動技術分析

PT4115的開關頻率采用抖頻技術有效降低EMI。頻率抖動技術(FrequencyJitter)是一種從分散諧波干擾能量著手解決EMI問題的新方法。頻率抖動技術是指開關電源的工作頻率并非固定不變，而是周期性地由窄帶變?yōu)閷拵У姆绞絹斫档虴MI，來減小電磁干擾的方法。未采用頻率抖動技術時，各次諧波較窄而且離散，幅值在諧波頻率較高處，EMI集中在峰尖。采用頻率抖動技術時，諧波幅值降低并且變得平滑，高次諧波接近連續(xù)響應。減小EMI的效果十分顯著。

PT4115是8-30V寬電壓輸入，擊穿電壓>45V;輸出電流可達1.2A。轉換效率高達97%。輸出電流精度達±5%。芯片具有過溫、過壓、過流、LED開路保護等多種功能。采用SOT89-5封裝，有利于驅動芯片管芯的快速散熱。周邊應用電路簡約，僅四個元器件，應用成本低廉。

DIM調光采用由高向低調光，安全可靠。PWM和模擬電壓均可。DIM端內部有一個1兆上拉電阻(Rup)接到內部5V電源。有些燈具需要實施過溫保護，可在DIM端加一熱敏電阻、NTC或溫度二極管，DIM端的電壓由Rup和NTC分壓決定，利用模擬調光的原理以及溫度對PN結電流的負反饋實現動態(tài)溫度控制。由此可實現LED燈具的動態(tài)過溫保護。NTC也可選用半導體溫度傳感器或PN結。實用電路如圖5。

圖5 燈具過溫保護實用電路

4.2 PT4115應用技術要點

AC/DC電流源要足夠大

所有周邊器件自身的功耗要盡可能小;

確認Vin與負載電壓的需求，Vin-ΔVF=1.2-1.5V時工作效率較佳;

Rs應按LED光源的IF電流大小設計，RS=0.1/ILED;

LED電流小于400mA，L選用68-100uH(飽和電流>0.6A);

電流在400mA到800mA，L選用47-68uH(飽和電流>1.2A);

L的輸出電流=需用電流X1.5;

L選用錳鋅4000磁芯;

Cin有續(xù)流和濾波的功能，電容量不宜太小，耐壓不宜太低;

整流和續(xù)流二極管選用正向壓降盡可能小、電流較大的肖特基二極管，可有效地降低系統(tǒng)功耗;

PCB銅箔與PT4115的ExposedPAD和GND的接觸面積面積要盡可能大，以利散熱。

表1 周邊元器件的選用

4.3 單顆芯片多種應用

PT4115是一顆可應用于多種LED燈具驅動的芯片，如路燈、水底燈、洗墻燈、泛光燈、隧道燈、汽車工作燈等。簡單實用低成本LED燈具方案如圖6所示。可將3-9顆1WLED串聯，其ΔVF=3.4VXN，IF=350mA。當Vin=12VDC時，3顆LED串聯，ΔVF=10.2V，工作效率較佳。并可3串并聯應用，ΔIF=3X350mA=1050mA。燈具系統(tǒng)設計可采用N組合，以適應多種燈具方案的需要。

圖6 簡單實用低成本LED燈具方案

4.4 可用于生產DEMO

向燈具廠商提供可用于生產LED燈具驅動DEMO是促進LED燈具廠家快速投產的好辦法。

一顆芯片的推廣往往要經歷單顆芯片的推廣、送樣，客戶要設計應用于產品的電路圖，做實驗板驗證、畫PCB版圖、采購元器件、組裝生產、調試檢測……路途漫漫，一般需要幾個月。現在由生產芯片的上游廠家直接為生產最終產品的生產廠提供可用于生產的DEMO(圖7)，大大地縮短了生產廠家產品的開發(fā)周期，幾個月推廣的實踐證明，大多數LED燈具廠在檢測可用于生產的DEMO的性能符合其企標要求后，會立即做一個小批量生產，驗證其重復性和可靠性，順利的話二三周可快速進入批量生產。

圖7 可用于生產的MR16射燈DEMO