低成本非隔離12V LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)特色

　　1、精確的初級(jí)側(cè)恒壓／恒流控制器(CV/CC)省去了光耦器和所有

　　2、次級(jí)側(cè)CV/CC控制電路

　　3、無需電流檢測(cè)電阻，即可達(dá)到最高效率

　　4、使用元件少、低成本的解決方案（16個(gè)元件）

　　5、自動(dòng)重啟動(dòng)用于輸出短路和開環(huán)保護(hù)

　　6、極高能效

　　7、在整個(gè)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(jí)EMI標(biāo)準(zhǔn)

　　10、滿足能源之星對(duì)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(shè)計(jì)的4.2 W LED驅(qū)動(dòng)器

　　三、工作原理

　　圖1是使用LinkSwitch-II器件LNK605DG設(shè)計(jì)的通用輸入12 V,350 mA恒壓/恒流LED驅(qū)動(dòng)器電源的電路圖，它采用抽頭電感非隔離降壓轉(zhuǎn)換器結(jié)構(gòu)。

　　抽頭降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常適合設(shè)計(jì)輸入電壓與輸出電壓比值較高的轉(zhuǎn)換器：它可以對(duì)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(yīng)用中使用這種新的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

　　采用這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(fù)載條件下為80%）。由于產(chǎn)生的共模噪聲更少，因此可簡(jiǎn)化EMI濾波設(shè)計(jì)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通常需要在初級(jí)側(cè)使用一個(gè)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(guān)器件(700 V MOSFET)、振蕩器、高度集成的CC/CV控制引擎以及啟動(dòng)和保護(hù)功能。MOSFET能夠?yàn)榘ㄝ斎肜擞吭趦?nèi)的通用輸入AC應(yīng)用提供充足的電壓裕量。

　　二極管D3、D4、D5和D6對(duì)AC輸入進(jìn)行整流，然后大容量電容C4和C5則對(duì)經(jīng)整流的AC進(jìn)行濾波。電感L1與C4和C5一起組成一個(gè)π形濾波器，對(duì)差模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減。這種設(shè)計(jì)能夠輕松滿足EN55015 B級(jí)傳導(dǎo)EMI要求，且裕量為10 dB。可熔防火電阻RF1提供嚴(yán)重故障保護(hù)。

　　U1內(nèi)的開關(guān)導(dǎo)通后，電流將增大并流經(jīng)負(fù)載和電感。電容C1對(duì)負(fù)載電流進(jìn)行濾波，這樣省去了開關(guān)元件。二極管D1因反向偏置而無法導(dǎo)通。電流繼續(xù)增大，直至達(dá)到U1的電流限流點(diǎn)。一旦電流達(dá)到該限流點(diǎn)，開關(guān)將關(guān)斷。

　　開關(guān)關(guān)斷后，貯存在電感(T1)中的能量會(huì)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(fù)載。由于漏感（電感兩個(gè)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(huì)耗散漏感能量，但在本設(shè)計(jì)中，電感繞組內(nèi)的電容量和MOSFET電感量（在每個(gè)開關(guān)周期放電）是充足的。

　　LED由恒流驅(qū)動(dòng)，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(guān)頻率根據(jù)輸出電壓（在引腳5和6檢測(cè)）進(jìn)行調(diào)節(jié)，以保持負(fù)載電流恒定。

　　恒壓特性可以在任何LED發(fā)生開路故障或負(fù)載斷開時(shí)自動(dòng)提供輸。

　　四、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　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(jìn)行工作，D1的導(dǎo)通時(shí)間至少為4.5 μs。

　　2、反饋電阻R1和R2應(yīng)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(yán)格控制在中心位置。

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

　　4、假負(fù)載電阻R4在故障條件下（如負(fù)載斷開）維持輸出電壓。出過壓保護(hù)。