照明用LED的低壓驅(qū)動技術(shù)分析

PT4115的開關(guān)頻率采用抖頻技術(shù)有效降低EMI。頻率抖動技術(shù)(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(shù)是指開關(guān)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(shù)時(shí)，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(shù)時(shí)，諧波幅值降低并且變得平滑，高次諧波接近連續(xù)響應(yīng)。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(dá)1.2A。轉(zhuǎn)換效率高達(dá)97%。輸出電流精度達(dá)±5%。芯片具有過溫、過壓、過流、LED開路保護(hù)等多種功能。采用SOT89-5封裝，有利于驅(qū)動芯片管芯的快速散熱。周邊應(yīng)用電路簡約，僅四個(gè)元器件，應(yīng)用成本低廉。

DIM調(diào)光采用由高向低調(diào)光，安全可靠。PWM和模擬電壓均可。DIM端內(nèi)部有一個(gè)1兆上拉電阻(Rup)接到內(nèi)部5V電源。有些燈具需要實(shí)施過溫保護(hù)，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(diào)光的原理以及溫度對PN結(jié)電流的負(fù)反饋實(shí)現(xiàn)動態(tài)溫度控制。由此可實(shí)現(xiàn)LED燈具的動態(tài)過溫保護(hù)。NTC也可選用半導(dǎo)體溫度傳感器或PN結(jié)。實(shí)用電路如圖5。

圖5 燈具過溫保護(hù)實(shí)用電路

4.2 PT4115應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

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(rèn)Vin與負(fù)載電壓的需求，Vin-ΔVF=1.2-1.5V時(shí)工作效率較佳;

Rs應(yīng)按LED光源的IF電流大小設(shè)計(jì)，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(yīng)用

PT4115是一顆可應(yīng)用于多種LED燈具驅(qū)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(shí)用低成本LED燈具方案如圖6所示?？蓪?-9顆1WLED串聯(lián)，其ΔVF=3.4VXN，IF=350mA。當(dāng)Vin=12VDC時(shí)，3顆LED串聯(lián)，ΔVF=10.2V，工作效率較佳。并可3串并聯(lián)應(yīng)用，ΔIF=3X350mA=1050mA。燈具系統(tǒng)設(shè)計(jì)可采用N組合，以適應(yīng)多種燈具方案的需要。

圖6 簡單實(shí)用低成本LED燈具方案

4.4 可用于生產(chǎn)DEMO

向燈具廠商提供可用于生產(chǎn)LED燈具驅(qū)動DEMO是促進(jìn)LED燈具廠家快速投產(chǎn)的好辦法。

一顆芯片的推廣往往要經(jīng)歷單顆芯片的推廣、送樣，客戶要設(shè)計(jì)應(yīng)用于產(chǎn)品的電路圖，做實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證、畫PCB版圖、采購元器件、組裝生產(chǎn)、調(diào)試檢測……路途漫漫，一般需要幾個(gè)月?，F(xiàn)在由生產(chǎn)芯片的上游廠家直接為生產(chǎn)最終產(chǎn)品的生產(chǎn)廠提供可用于生產(chǎn)的DEMO(圖7)，大大地縮短了生產(chǎn)廠家產(chǎn)品的開發(fā)周期，幾個(gè)月推廣的實(shí)踐證明，大多數(shù)LED燈具廠在檢測可用于生產(chǎn)的DEMO的性能符合其企標(biāo)要求后，會立即做一個(gè)小批量生產(chǎn)，驗(yàn)證其重復(fù)性和可靠性，順利的話二三周可快速進(jìn)入批量生產(chǎn)。

圖7 可用于生產(chǎn)的MR16射燈DEMO