5W可調(diào)光非隔離式LED驅(qū)動電路設(shè)計

本文介紹使用LinkSwitch-PL系列器件LNK457DG設(shè)計的非隔離式LED驅(qū)動器(電源)。在12 V和18 V的LED燈串電壓下可提供350 mA單路恒流輸出。使用標(biāo)準(zhǔn)的AC市電可控硅調(diào)光器可將輸出電流降低至1% (3 mA)，這不會造成LED負(fù)載性能不穩(wěn)或發(fā)生閃爍。該電路可同時兼容低成本的前沿調(diào)光器和更復(fù)雜的后沿調(diào)光器。

　　該電路用于在通用AC輸入電壓范圍內(nèi)(85 VAC至265 VAC，47 Hz至63 Hz)進(jìn)行工作，但在0 VAC至300 VAC的輸入電壓范圍內(nèi)也不會造成損壞。這樣可以提升現(xiàn)場應(yīng)用可靠性，延長在線電壓跌落和浪涌條件下的使用壽命?；贚inkSwitch-PL的設(shè)計可提供高功率因數(shù)(>0.9)，有助于滿足所有現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，可使單個設(shè)計全球通用。

　　該電源所選用的外形可滿足標(biāo)準(zhǔn)梨形(A19) LED替換燈的要求。輸出采用非隔離式，要求外殼的機(jī)械設(shè)計能夠?qū)㈦娫摧敵龊蚅ED負(fù)載與用戶隔離。

　　一、電路原理圖

　　圖1 電路原理圖

二、電路描述

　　本電路為非隔離式、非連續(xù)導(dǎo)通模式反激轉(zhuǎn)換器電路，以350 mA的輸出電流為電壓為12V到18 V的LED燈串提供驅(qū)動。驅(qū)動器完全能夠在寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，并提供高功率因數(shù)。本電路可同時滿足輸入浪涌和EMI要求，其元件數(shù)較少，能夠使電路板尺寸滿足LED燈泡替換應(yīng)用的要求。

　　1 、調(diào)光性能設(shè)計指南

　　對于使用低成本的可控硅前沿相控調(diào)光器提供輸出調(diào)光的要求，我們需要在設(shè)計時進(jìn)行全面的權(quán)衡。由于LED照明的功耗非常低，整燈吸收的電流通常要小于調(diào)光器內(nèi)可控硅的維持電流。這樣會產(chǎn)生調(diào)光范圍受限和/或閃爍等不良情況。由于LED驅(qū)動器的阻抗相對較大，因此在可控硅導(dǎo)通時，會產(chǎn)生很嚴(yán)重的振蕩。在可控硅導(dǎo)通的一瞬間，一股非常大的浪涌電流會流入驅(qū)動器的輸入電容，從而激發(fā)線路電感并造成電流振蕩。這同樣會造成類似不良情況，因為振蕩會使可控硅電流降至零并關(guān)斷，同時造成LED燈閃爍。為克服這些問題，電路中采用了兩個電路功能塊–一個有源衰減電路和一個泄放電路。這些電路功能塊的缺點是會增大功耗，進(jìn)而降低電源的效率。

　　在本設(shè)計中衰減電路和泄放電路的取值能夠使一個電路板與的絕大多數(shù)調(diào)光器(600 W以下的調(diào)光器并包括低成本前沿可控硅調(diào)光器)在整個輸入電壓范圍內(nèi)正常工作。這一設(shè)計可實現(xiàn)在高壓輸入時將一個燈連接一個調(diào)光器來實現(xiàn)無閃爍照明。一個燈在高壓下工作會導(dǎo)致最小輸出電流和最大浪涌電流(可控硅導(dǎo)通時)，這代表最差情況。因此，主動衰減電路和泄放電路的作用非常明顯：泄放電路可降低阻抗，衰減電路可提高阻抗。但這會增加功耗，進(jìn)而降低驅(qū)動器的效率和整個系統(tǒng)的效能。

　　要求將多個燈連接到一個調(diào)光器以便正常工作會降低泄放電路所需的電流，此時可增大R10和R11的值并減小C6的值。

　　如果使燈具僅在低壓(85 VAC至132 VAC)下工作時，可在前沿可控硅調(diào)光器導(dǎo)通時出現(xiàn)的峰值電流大幅降低時降低R7和R8的值。這兩種更改都會降低散耗和提高效率。對于非調(diào)光應(yīng)用，可直接省去這些元件，用跳線替代R7和R8，從而提高效率，但不會改變其他性能特性。