14W高效率LED驅(qū)動(dòng)器電源設(shè)計(jì)

　　一、設(shè)計(jì)特色

　　1、作環(huán)境溫度高(75度)

　　2、高能效

　　3、合EU CoC/CEC 2008/能源之星2.0要求，帶載模式效率高（可達(dá)86%，要求為79.6%）；在265 　VAC輸入時(shí)的空載輸入功率 250 mW，要求為300 mW

　　4、滯過(guò)熱關(guān)斷保護(hù)

　　5、載斷開(kāi)保護(hù)

　　6、足EN55015B傳導(dǎo)EMI限制，EMI裕量>8 dB微伏

　　二、工作原理

　　圖1所示為一個(gè)典型的20 V、14 W恒壓(CV)、恒流(CV)輸出的電源電路。LED陣列的光輸出量與所流經(jīng)的電流量成正比。因此，LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)具有恒流輸出，而不是恒壓輸出。在本設(shè)計(jì)中，DC輸出未與AC輸入隔離，因而LED陣列和外殼應(yīng)與用戶安全地隔離開(kāi)來(lái)。

　　AC輸入由BR1、C1和C2進(jìn)行整流和濾波。電感L1與C1和C2一起構(gòu)成一個(gè)π形濾波器，并提供EMI濾波。保險(xiǎn)絲F1在發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)提供保護(hù)。為使電源在空載下正常工作而不受損壞，使用齊納二極管VR2進(jìn)行恒壓調(diào)整并使電壓保持在約21 V。

　　通過(guò)檢測(cè)電流檢測(cè)電阻R7上的壓降來(lái)實(shí)現(xiàn)恒流特性。并聯(lián)穩(wěn)壓器IC U3與R9、R8和R8A一起來(lái)在運(yùn)算放大器U2的反向輸入端生成0.07 V的精確電壓參考。達(dá)到設(shè)定電流時(shí)，R7上的電壓將超過(guò)參考電壓，這樣會(huì)使運(yùn)算放大器的輸出增大。此時(shí)會(huì)正向偏置D4，驅(qū)動(dòng)Q1的基極，進(jìn)而將電流從U1的EN/UV引腳拉出。電容C7和電阻R11提供環(huán)路補(bǔ)償。使用運(yùn)算放大器的限流方式使電流采樣電壓最小化，從而降低了損耗，使效率最高。

　　只要EN/UV引腳拉出的電流超過(guò)115 μA，U1中的MOSFET都會(huì)以逐周期的方式被禁止（開(kāi)/關(guān)控制）。通過(guò)調(diào)整使能與禁止開(kāi)關(guān)周期的比例，反饋環(huán)路可以調(diào)節(jié)輸出電壓或電流。開(kāi)/關(guān)控制方式同時(shí)優(yōu)化了不同負(fù)載情況下的轉(zhuǎn)換器效率，使之符合能效標(biāo)準(zhǔn)。

　　由于環(huán)境溫度高，U1將在降低的電流限流點(diǎn)模式下進(jìn)行工作。這樣可以提高電源的整體效率并改善其散熱性能。初級(jí)箝位（D1、VR1、C3及R3）將最大峰值漏極電壓控制在內(nèi)部
MOSFET的700 V BVDSS擊穿電壓之下。電阻R23減小高頻漏感振蕩，從而降低EMI。次級(jí)側(cè)的輸出通過(guò)二極管D2、D3和C6進(jìn)行整流和濾波。

　　三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　1、要選擇快速二極管而不能選擇超快二極管，通過(guò)恢復(fù)部分漏感能量來(lái)提高效率。
　　2、容C3用于改善EMI性能。
　　3、擇電阻R10，用于在最低輸出電壓為6 V時(shí)向U3提供1 mA的供電電流。
　　4、U1可選電流限流點(diǎn)允許對(duì)電流限流點(diǎn)和器件大小進(jìn)行優(yōu)化選擇，以適應(yīng)環(huán)境溫度。例如，為了降低耗散，可以通過(guò)將C3從1μF更改為0.1 μF來(lái)在相同設(shè)計(jì)中使用TNY280GN器件?；蛘?，在散熱性能較高的環(huán)境中，可以通過(guò)將C3從1μF更改為10μF來(lái)使用TNY278GN器件。
　　5、源在LED燈串電壓介于6 V至20 V之間時(shí)均可正確工作。但由于輸出電流恒定不變，燈串電壓越低，輸出功率就越低。