基于PT4201控制芯片的離線式LED射燈設(shè)計方案

　　工作頻率設(shè)定：

　　PT4201的Rosc引腳為設(shè)定PWM頻率提供了方便，用一個電阻接在Rosc引腳和GND之間可以對PWM頻率進(jìn)行設(shè)定(圖4)。PWM頻率與設(shè)定電阻之間的關(guān)系遵循以下關(guān)系：Fosc=6500/Rosc.FOSC單位KHz，Rosc單位Kohm.

　　圖4工作頻率設(shè)定

　　PT4201在正常工作時會周期性地改變PWM工作頻率進(jìn)行頻率抖動，周期性改變的頻率把EMI傳導(dǎo)干擾擴展到更寬的頻譜范圍內(nèi)從而降低了傳導(dǎo)段的EMI干擾。

　　電流采樣以及前沿消隱：

　　PT4201的CS引腳的功能之一是采樣外部MOSFET電流進(jìn)行電流斜率補償；二是提供逐周期的MOSFET過流保護(hù)功能。PT4201通過采樣與功率MOSFET串聯(lián)的采樣電阻來采樣流過MOSFET的電流，流過MOSFET的電流在采樣電阻Rcs上轉(zhuǎn)換成電壓信號，CS上電壓和FB電壓共同決定了PWM脈沖占空比。

　　在PWM每個導(dǎo)通周期當(dāng)CS引腳的電壓超過內(nèi)部門限電壓時MOSFET將立即被關(guān)掉防止過流對器件的損傷。過流門限電壓與MOSFET的電流可由以下關(guān)系確定：IOC=Voc/Rcs

　　其中IOC為MOSFET電流，Voc為過流門限電壓，Rcs為采樣電阻大小。內(nèi)部過流的門限值與PWM占空比大小有關(guān)，當(dāng)PWM占空比為0時，過流門限值為0.80V.

　　圖5省略RC濾波器

　　由于變壓器副繞組整流電路反向恢復(fù)時間以及初級繞組寄生電容等因素影響，在每一個PWM周期開啟瞬間會在采樣電阻上產(chǎn)生一個持續(xù)時間很短的尖峰電壓。為此PT4201會在MOSFET開啟后屏蔽CS采樣輸入一段時間TBLK，在這段時間內(nèi)，過流保護(hù)被關(guān)閉不會關(guān)掉外部MOSFET.這樣可以避免MOSFET開啟瞬間在采樣電阻上產(chǎn)生的電壓毛刺而造成誤動作。PT4201提供的這種功能可以省去電流采樣電路所需的RC濾波器(圖5)?！　DD過壓保護(hù)

　　當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時，例如對于光耦開路或者反饋開路的情況，光耦輸出電流接近零致使FB端電壓上升。FB電壓上升將會使PT4201工作在過流保護(hù)狀態(tài)，因為有多余的電流供給負(fù)載，如果超出了負(fù)載所需電流大小會使輸出電壓迅速爬升。由于輔助繞組的電壓與輸出電壓成一定的比例，輸出電壓升高引起輔助繞組電壓升高進(jìn)而使VDD電壓升高，當(dāng)PT4201檢測到VDD引腳電壓達(dá)到過壓保護(hù)點時會關(guān)閉PWM.當(dāng)OVP被觸發(fā)時由于沒有能量供給負(fù)載及輔助繞組，VDD電壓和輸出電壓下降，當(dāng)降低到OVP解除電壓時將重新開啟正常工作。這時如果故障解除則正常工作，如果故障依然存在將重新進(jìn)入OVP保護(hù)狀態(tài)(圖6)。

　　圖6VDD過壓保護(hù)

　　OUT輸出驅(qū)動：

　　PT4201的OUT腳用來驅(qū)動功率MOSFET的柵極。優(yōu)化設(shè)計圖騰柱形式輸出的驅(qū)動能力使驅(qū)動強度和EMI得到良好的折衷。同時，OUT的輸出高電位被限制到了18V，從而可以保護(hù)由于VDD升高可能對MOSFET造成的損傷。內(nèi)部OUT和GND之間有一個電阻，可以在芯片不工作時將外部MOSFET的柵極可靠置為0電位。

　　PT4201的E273W離線式射燈設(shè)計方案

　　PT4201的E273W離線式射燈設(shè)計方案應(yīng)用線路是典型的反激式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，采用副邊反饋(即光耦反饋)，以提高輸出電流精度。相比于原邊反饋電路電流精度+-5%，副邊反饋的電路精度在+-2%以內(nèi)，成本只增加了0.3RMB，但卻給大批量生產(chǎn)時提供了便利。

　　圖7PT4201的E273W離線式射燈電路圖

　　3WE27的應(yīng)用一般負(fù)載接3顆1W的LED，每顆LED的VF在3.4V+-0.2V左右。一般電流為300mA-350mA.工作原理如圖7所示，AC85V-265V交流電輸入，通過L1(相當(dāng)于一個保險絲，抗浪涌)后接入整流橋，從整流橋出來的電壓大約為1.4XVin，電流1A左右。C1是一個濾波電容，電容值的選擇大約是負(fù)載功率的1-3倍即可，此處3W的應(yīng)用采用4.7uF的電容，如選擇太小的會導(dǎo)致紋波大，選擇太大的空間又不允許。PT4201的VDD端一開始由R4降壓后供電，18V啟動，啟動之后就通過變壓器輔助繞組供電，電壓在9-27V之間。R1、C3和D2是一個RCD吸收回路，用來吸收Q1開關(guān)時產(chǎn)生的尖峰。減小R1，可以提高吸收效果，但是會導(dǎo)致系統(tǒng)效率降低，建議采用折衷的方式。PT4201的RI端所接電阻R7是用來設(shè)定開關(guān)頻率的，此處把頻率設(shè)定在65kHz.PT4201的CS端連接采樣電阻R8、R9，設(shè)置電流。變壓器是一個重要的部件，采用反激式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，當(dāng)Q1關(guān)斷時，變壓器5、6斷導(dǎo)