使用離線一次側(cè)傳感控制的LED照明驅(qū)動(dòng)器

本文將向您介紹一款使用了TI離線一次側(cè)傳感控制器TPS92310的低功耗LED照明驅(qū)動(dòng)器解決方案。由于使用了恒定的導(dǎo)通時(shí)間反激拓?fù)湟约耙淮蝹?cè)傳感控制，該解決方案可以實(shí)現(xiàn)高效率以及良好的線壓和負(fù)載調(diào)節(jié)功能。就GU10替代LED燈泡而言，參考設(shè)計(jì)PMP4325具有合適的小外形尺寸(30mm×18mm×10mm)，其可支持常見(jiàn)的AC線路輸入以及3或4個(gè)LED串聯(lián)輸出，恒定輸出電流為350mA。實(shí)驗(yàn)顯示，就LED照明而言，該解決方案具有良好的線壓和負(fù)載調(diào)節(jié)功能、高效率以及整體LED照明保護(hù)功能。

1 理論操作

1.1 TPS92310控制器

對(duì)于額定功率較低的LED照明來(lái)說(shuō)，單級(jí)反激結(jié)構(gòu)是一款頗具吸引力的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。單級(jí)反激結(jié)構(gòu)之所以能夠廣泛用于LED照明，其原因如下：

●電隔離減少了總體物料清單成本 (BOM)

●使用特殊控制架構(gòu)(例如：恒定導(dǎo)通時(shí)間控制等)的高功率因數(shù)

●相比其他雙級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，外形尺寸更小

盡管單級(jí)反激結(jié)構(gòu)用于LED照明時(shí)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍然有一些問(wèn)題需要解決。這些問(wèn)題包括：

●高功率因數(shù)

●穩(wěn)定的線壓和負(fù)載調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)一次側(cè)回授(PSR)

●LED開(kāi)路或者短路保護(hù)

TI TPS92310控制器是一種單級(jí)一次側(cè)傳感AC/DC控制器，用于驅(qū)動(dòng)高亮度LED的恒定電流。它工作在零電流檢測(cè)轉(zhuǎn)換模式(TM)下。線壓半周期內(nèi)，“導(dǎo)通時(shí)間”(TON)幾乎恒定不變。因此，它本身便具有功率因數(shù)校正(PFC)，因?yàn)橹骼@組的峰值電流，隨輸入線壓曲線變化而變化。對(duì)TON進(jìn)行調(diào)節(jié)，以便將LED電流調(diào)節(jié)至預(yù)設(shè)水平，而該水平由一個(gè)外部檢測(cè)電阻器設(shè)置。TON同時(shí)也用于反激、升壓以及降升壓轉(zhuǎn)換器的控制設(shè)計(jì)。這種轉(zhuǎn)換器工作在轉(zhuǎn)換模式下，使用固定不變的導(dǎo)通時(shí)間控制來(lái)達(dá)到高功率因數(shù)。另外，TON還可用于對(duì)工作在轉(zhuǎn)換模式的降壓轉(zhuǎn)換器進(jìn)行控制，其通用LED驅(qū)動(dòng)器使用峰值電流控制。

一次側(cè)檢測(cè)不要求使用光耦合器和二次側(cè)電路，因此組件數(shù)目更少，PCB解決方案也更緊湊。另外，這種控制器還擁有逐周期電流限制、輸出短路保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)(OVP)或者開(kāi)路LED保護(hù)、短路LED保護(hù)以及熱關(guān)機(jī)保護(hù)等功能，而所有這些功能都為L(zhǎng)ED照明提供了保護(hù)措施。

1.2 恒定導(dǎo)通時(shí)間控制

在傳統(tǒng)升壓功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器中，恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的轉(zhuǎn)換模式通常用于讓輸入電流與輸入電壓保持同相，以獲得高功率因數(shù)和低總諧波失真(THD)。

對(duì)于工作在轉(zhuǎn)換模式下的單級(jí)反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，它并非本身固有的功率因數(shù)校正，因?yàn)檎伎毡群皖l率在形狀循環(huán)期間始終會(huì)不斷變化。因此，在這種條件下，功率因數(shù)和總諧波失真都不理想。幸運(yùn)的是，過(guò)濾模式下工作的單級(jí)反激拓?fù)涫褂霉潭?恒定)TON，仍然可以達(dá)到高功率因數(shù)和低總諧波失真。如圖1所示，平均輸入電流為一個(gè)近似正弦波，且其相位與輸入電壓相同。

圖1:TON和TOFF期間電流波形