15W LED日光燈恒流驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)

　　一、總體設(shè)計(jì)

　　FT870B是一款PWM控制型的高效的恒流型LED驅(qū)動(dòng)IC，能在15~500V的輸入電壓下正常工作，固定25K的工作頻率，最大能驅(qū)動(dòng)1A的輸出電流，恒流精度達(dá)到±5%，并且支持PWM調(diào)光功能。

　　15W應(yīng)用電路圖及基本原理：

　　基本工作原理為：當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，主電流回路為 AC IN-F1-B1-LED-L1-Q1-R4-L2-B1-AC IN，此時(shí)AC給LED供電，并使電感L1存儲(chǔ)能量；當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，主電流回路為L(zhǎng)1-D4-LED-L1，此時(shí)電感L1釋放能量，保持LED的輸出。由于開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，流過(guò)LED的電流同時(shí)也流過(guò)R4，所以通過(guò)檢測(cè)R4上的電壓來(lái)檢測(cè)流過(guò)LED的電流，從而達(dá)到恒流的目的。

　　電路中，C2，C3，D1，D2，D3為PFC校正電路，主要提高輸入的功率因數(shù)。

　　L2，D5，C7構(gòu)成輔助供電回路，從而關(guān)斷HV腳的供電，減小損耗，提高效率。

　　二、元器件參數(shù)選擇

　　輸出LED規(guī)格為3.2V，20mA，共240顆

　　連接方式為8個(gè)LED串聯(lián)為一路，共30路

　　外圍應(yīng)用參數(shù)如下：

　　V max，ac=265V，V min，ac=90V，f=50HZ（交流輸入頻率）

　　V o，max=25.6V， I o，max=498mA

　　P o，max= V o，max×I o，max=12.75W

　　η=85%， PF=0.85，fu=25khz（芯片工作頻率）

　　P in，max= P o，max /η=15W

　　1.保險(xiǎn)管F1

　　（1） 額定電壓Vrating

　　額定電壓Vrating需要大于V max，ac，即大于265V.

　　（2） 額定電流I rating

　　由于Vin×Iin×PF×η=PO ，所以

　　選擇保險(xiǎn)管額定電流時(shí)要保留0.5的系數(shù)，所以保險(xiǎn)管的額定電流

　?。?） 熔化熱能值I2t

　　與浪涌電流產(chǎn)生的能量有關(guān)。表征當(dāng)大電流流過(guò)保險(xiǎn)管時(shí)，保險(xiǎn)管熔斷的特性。I2t要大于浪涌電流產(chǎn)生的能量，使啟動(dòng)的時(shí)候不會(huì)錯(cuò)誤地把保險(xiǎn)管熔斷。

　?。?） 額定溫度

　　實(shí)際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　?。?） 使用壽命

　　實(shí)際工作電流大于I rating或者實(shí)際工作溫度超出額定溫度范圍，F(xiàn)1的壽命將會(huì)明顯縮短。

　　■ 所以選擇V rating大于265V， I rating大于0.392A的保險(xiǎn)管。

　　2.安規(guī)電容C1

　?。?） 額定電壓V rating

　　額定電壓V rating需要大于輸入交流電壓V max，ac，即額定電壓大于265V.

　?。?） 電容容值C

　　一般取0.1uF.

　　（3） 電容類(lèi)型

　　選擇安規(guī)電容。

　?。?） 絕緣等級(jí)

　　絕緣等級(jí)一般選擇X2，即耐壓小于或等于2.5KV.

　?。?） 額定溫度

　　實(shí)際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇0.1uF/275VAC絕緣等級(jí)為X2的安規(guī)電容，主要抑制差模干擾。

　　3.整流橋B1

　?。?） 整流橋承受的最大反向耐壓VRRM

　　（2） 額定電流I rating

　　整流橋的額定電流與保險(xiǎn)管的額定電流相同，選擇大于0.392A的額定電流即可。

　?。?） 整流橋正向?qū)▔航礦F

　　與效率有關(guān)。VF越小，消耗的導(dǎo)通功耗就越小，效率越高。

　　（4） 額定溫度

　　實(shí)際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇VRRM大于562V，Irating大于0.392A，VF盡量小的整流橋。

　　4.二極管D1，D2，D3

　?。?） 最大反向耐壓VRRM

　?。?） 額定電流I rating

　　由于開(kāi)機(jī)時(shí)導(dǎo)通電流都要留過(guò)D2，所以二極管的額定電流與保險(xiǎn)管一樣，選擇大于0.392A的額定電流。

　　（3） 反向恢復(fù)時(shí)間trr

　　由于輸入電壓是低頻，所以trr的大小對(duì)電路沒(méi)什么影響，可以不考慮。

　　（4） 額定溫度

　　實(shí)際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇VRRM大于225V，I rating大于0.392A的二極管。

　　5.電解電容C2，C3

　　（1） 電容耐壓Vdss

　　電容的耐壓與二極管D1，D3的反向耐壓相同，也是大于225V;

　?。?） 電容容量C

　　選擇合適的電容，使電容在充放電的過(guò)程中能夠保證后級(jí)電路所需要的能量。要保證系統(tǒng)的正常工作，電容上的最小電壓應(yīng)該為最大輸出電壓的兩倍以上，所以整流后最小直流電壓：

　　輸入電容應(yīng)能夠保證在最小的輸入電壓下，為后級(jí)電路提供足夠的能量，所以電容

　　由于上面的計(jì)算取的放電時(shí)間為1/4f（其中f為輸入交流電壓的頻率），實(shí)際放電時(shí)間并沒(méi)有這么長(zhǎng)，所以電容的容值可以取小些，實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)47uF/250V的電容即可滿(mǎn)足要求。

　　（3） 電容類(lèi)型

　　由于用到的電容容量較大，一般使用鋁電解電容。

　?。?） 等效串聯(lián)阻抗ESR

　　ESR越小，損耗越小。

　　（5） 額定溫度

　　實(shí)際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　?。?） 體積

　　實(shí)際應(yīng)用中會(huì)受到體積的限制，而電解電容體積較大，所以要注意體積是否能滿(mǎn)足要求。

　?。?） 使用壽命

　　由于一般LED使用的壽命比電解電容的壽命長(zhǎng)，所以盡量選擇壽命長(zhǎng)的電解電容。

　　■ 所以選擇耐壓大于或等于250V，電容值大于或等于47uF，低ESR值，壽命長(zhǎng)的電解電容。

　　6.高壓?jiǎn)?dòng)限流電阻R5

　　為了防止啟動(dòng)時(shí)大電流沖擊燒壞HV腳，建議R5取封裝為0805的22K的貼片電阻。

　　7. 濾波電容C4，C5，C8

　　C4，C5，C8主要起高頻濾波作用，建議選擇封裝為0805的1nF的貼片電容。

　　8.濾波電容C6

　　C6主要起濾除尖峰和諧波補(bǔ)償作用，建議選擇封裝為0805的100pF的貼片電容。