低成本非隔離12V LED驅(qū)動器設計

一、設計特色

　　1、精確的初級側恒壓／恒流控制器(CV/CC)省去了光耦器和所有

　　2、次級側CV/CC控制電路

　　3、無需電流檢測電阻，即可達到最高效率

　　4、使用元件少、低成本的解決方案（16個元件）

　　5、自動重啟動用于輸出短路和開環(huán)保護

　　6、極高能效

　　7、在整個輸入電壓范圍內(nèi)滿載效率均大于80%

　　8、在265 VAC輸入情況下，空載功耗200 mW

　　9、輕松滿足EN55015和CISPR-22 B級EMI標準

　　10、滿足能源之星對于固態(tài)照明(SSL)產(chǎn)品的要求

　　11、綠色封裝：無鹵素和符合RoHS

　　二、電路原理圖

圖1. 使用LNK605DG設計的4.2 W LED驅(qū)動器

　　三、工作原理

　　圖1是使用LinkSwitch-II器件LNK605DG設計的通用輸入12 V,350 mA恒壓/恒流LED驅(qū)動器電源的電路圖，它采用抽頭電感非隔離降壓轉(zhuǎn)換器結構。

　　抽頭降壓拓撲結構非常適合設計輸入電壓與輸出電壓比值較高的轉(zhuǎn)換器：它可以對輸出提供電流倍增，從而能夠在要求輸出電流是器件流限的兩倍多的應用中使用這種新的降壓拓撲結構。

　　采用這種拓撲結構的轉(zhuǎn)換器與隔離反激式轉(zhuǎn)換器相比，其PCB尺寸更小、電感磁芯尺寸更小、效率更高（最差負載條件下為80%）。由于產(chǎn)生的共模噪聲更少，因此可簡化EMI濾波設計。這種拓撲結構通常需要在初級側使用一個箝位電路。不過，由于U1中集成了700 V MOSFET，因此可以省去箝位電路。

　　集成電路U1內(nèi)含功率開關器件(700 V MOSFET)、振蕩器、高度集成的CC/CV控制引擎以及啟動和保護功能。MOSFET能夠為包括輸入浪涌在內(nèi)的通用輸入AC應用提供充足的電壓裕量。

　　二極管D3、D4、D5和D6對AC輸入進行整流，然后大容量電容C4和C5則對經(jīng)整流的AC進行濾波。電感L1與C4和C5一起組成一個π形濾波器，對差模傳導EMI噪聲進行衰減。這種設計能夠輕松滿足EN55015 B級傳導EMI要求，且裕量為10 dB?？扇鄯阑痣娮鑂F1提供嚴重故障保護。

　　U1內(nèi)的開關導通后，電流將增大并流經(jīng)負載和電感。電容C1對負載電流進行濾波，這樣省去了開關元件。二極管D1因反向偏置而無法導通。電流繼續(xù)增大，直至達到U1的電流限流點。一旦電流達到該限流點，開關將關斷。

　　開關關斷后，貯存在電感(T1)中的能量會產(chǎn)生電流并流入輸出部分：（引腳8-引腳7）。輸出繞組中的電流以4.6的因數(shù)（圈數(shù)比）突增，從輸出繞組流經(jīng)續(xù)流二極管D1，最后流到負載。由于漏感（電感兩個部分之間）值比較小，因此無需使用箝位電路來限制峰值漏極電壓。通常這會耗散漏感能量，但在本設計中，電感繞組內(nèi)的電容量和MOSFET電感量（在每個開關周期放電）是充足的。

　　LED由恒流驅(qū)動，因此U1在正常工作期間以恒流模式工作。在恒流模式下，開關頻率根據(jù)輸出電壓（在引腳5和6檢測）進行調(diào)節(jié)，以保持負載電流恒定。

　　恒壓特性可以在任何LED發(fā)生開路故障或負載斷開時自動提供輸。

　　四、設計要點

　　1、選擇T1的圈數(shù)比(4.6)，確保本電路在低輸入電壓(85 VAC)條件下以非連續(xù)模式(DCM)進行工作，D1的導通時間至少為4.5 μs。

　　2、反饋電阻R1和R2應具有1%的容差值，有助于將額定輸出電壓和恒流調(diào)節(jié)閾值嚴格控制在中心位置。

　　3、RF1充當保險絲：確保其額定值能夠在電源首次與AC連接時耐受瞬態(tài)耗散。使用繞線式電阻或超大號電阻。

　　4、假負載電阻R4在故障條件下（如負載斷開）維持輸出電壓。出過壓保護。