用單級LED驅(qū)動器改進蠟燭燈設計

它的物理設計非常出色，如圖4和圖5所示。電路板僅19.5mm寬、10mm高。

圖4：裝配后的電路板。

圖5：安裝到T8燈管內(nèi)的LED驅(qū)動器。

降壓-升壓電源電路由U1、輸出二極管D6、輸出電容C5和C7以及輸出電感T1和T2構(gòu)成。由于燈管內(nèi)空間受限，因而使用了兩個電感。T1和T2一起提供所需的降壓-升壓電感，T1中的偏置繞組向U1提供電源電流，并為斷接負載/過壓關(guān)斷功能提供反饋。

無電流檢測

LinkSwitch-PH無需使用電流檢測電阻與負載串聯(lián)，便可提供高精度輸出恒流控制。R7~R10、Q1、C6和D5形成一個電壓-電流轉(zhuǎn)換器網(wǎng)絡，為反饋(FB)引腳提供與輸出電壓成比例的控制電流。二極管D1和C3檢測峰值AC線路電壓。C3上的電壓以及R3和R4設置饋入電壓監(jiān)測(V)引腳的輸入電流。U1使用該電流來控制線路欠壓(UV)、過壓(OV)和前饋電流。

LinkSwitch-PH中的內(nèi)部控制引擎綜合反饋引腳電流、電壓監(jiān)測引腳電流和漏極電流信息，在1.5:1的輸出電壓變化范圍內(nèi)(LED燈串電壓變化為±25%)，以固定的線路輸入電壓提供恒定輸出電流。恒流控制引擎可以補償電感容差以及輸入與輸出變化。

低EMI特性是LinkSwitch-PH的連續(xù)導通模式PFC功能與頻率抖動共同作用的結(jié)果。這種EMI濾波比較簡單，尺寸小到足以裝入T8燈管的狹小空間。

蠟燭燈

第二個范例的設計目標是實現(xiàn)高效率和小尺寸，使驅(qū)動器能夠裝入蠟燭燈和B10型燈內(nèi)。

圖6所示為使用PI的LinkSwitch-PL LNK458KG設計的4.5W功率因數(shù)校正LED驅(qū)動器(非隔離式降壓-升壓拓撲結(jié)構(gòu))。LinkSwitch-PL IC與前面講到的LinkSwitch-PH器件非常相似。它們都適用于較低功率的非隔離應用(最高功率為16W)，所采用的封裝僅有四個連接。控制算法采用直接LED電流檢測，可以支持外圍元件最少的無閃爍TRIAC(雙向晶閘管)調(diào)光。

圖6：使用LNK458KG 設計的4.5 W降壓-升壓電源。

圖6所示的電路可以在輸入電壓為85~135VAC的情況下，提供輸出電壓范圍在42~56V的90mA恒流輸出。盡管元件數(shù)非常少，但LED驅(qū)動器卻能在115VAC的輸入條件下，實現(xiàn)86%以上的效率，同時PF大于0.95、THD超過15%。

圖7是裝配后的電路板，該電路板僅16mm寬、28mm長。

圖7：裝配后的電路板。

設計選擇

我們做出了許多重要的設計選擇，以便盡可能地減少元件數(shù)和提高效率。設計經(jīng)過優(yōu)化，可以在低AC輸入電壓范圍(85~135VAC、47~63Hz)內(nèi)進行工作。在使用中，驅(qū)動器和LED負載被置于密閉的殼體內(nèi)。非隔離式輸出依靠殼體來為用戶提供保護;當LED輸出發(fā)生開路故障時，驅(qū)動器將關(guān)斷以防止出現(xiàn)過壓。

在電路的輸入端，EMI濾波由2-π濾波器網(wǎng)絡(由電容C1、C2、C3及差模扼流圈L1和L2構(gòu)成)來執(zhí)行。輸入濾波器與LinkSwitch-PL的頻率抖動功能相結(jié)合，可使設計滿足Class B干擾限值。限定的總電容可維持高功率因數(shù)。

降壓-升壓功率轉(zhuǎn)換電路由U1(功率開關(guān)+控制)、D2(續(xù)流二極管)、C7(輸出電容)以及L3(電感)構(gòu)成。二極管D1用來防止U1的漏源極兩端出現(xiàn)負電壓，特別是在輸入電壓接近過零點時。旁路電容C4在功率MOSFET導通時為器件提供內(nèi)部電源。輸出電流反饋通過R3上的壓降來檢測，然后由低通濾波器(R4和C5)進行濾波，以維持LinkSwitch-PL的工作點，從而使反饋(FB)引腳在穩(wěn)態(tài)工作時的平均電壓為290mV。

只需通過調(diào)整R3和R5的值即可設置輸出電流工作點。將R3更改為12.7Ω并將R5更改為13Ω后，電路將提供96V、45mA的標稱輸出。