高效率3.6W隔離式LED驅(qū)動器設(shè)計(jì)

　　一、概述

　　本文介紹的是一款高效的LED驅(qū)動器，它可以在90 VAC至265 VAC的輸入電壓范圍內(nèi)提供12 V輸出電壓、0.3 A輸出電流的驅(qū)動。該LED驅(qū)動器采用了Power Integrations的LinkSwitch-II系列IC中的LNK605DG器件。

　　該器件所使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是運(yùn)行于非連續(xù)導(dǎo)通模式下的隔離反激。輸出電流控制完全從初級側(cè)檢測，因此無需使用次級反饋元件。在初級側(cè)也無需檢測外部電流，而是在IC內(nèi)部進(jìn)行，從而進(jìn)一步減少了元件和損耗。

　　LNK605DG也可提供各種復(fù)雜的保護(hù)功能，包括環(huán)路開環(huán)或輸出短路條件下自動重新啟動。精確的遲滯熱關(guān)斷可確保PCB板平均溫度在所有條件下均處于安全范圍內(nèi)。

　　在LED照明應(yīng)用中，終端客戶可以體驗(yàn)到驅(qū)動器的多種性能屬性，包括啟動時間和不同驅(qū)動器之間的一致性。在此設(shè)計(jì)中，LNK605DG器件可以確保不同驅(qū)動器之間的一致性，其輸出恒流容差低于±10%，啟動時間快速，低于5 ms，從而實(shí)現(xiàn)瞬時開啟性能，使用壽命長，可靠性高。

　　二、電路原理圖

　　三 、電路分析

　　LinkSwitch-II器件由集成控制器以及700V功率MOSFET構(gòu)成，用于LED驅(qū)動器或充電器應(yīng)用。　　　　　　　　　　LinkSwitch-II配置為應(yīng)用于單級非連續(xù)導(dǎo)通模式反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供初級側(cè)調(diào)節(jié)的恒壓和恒流輸出。

　　3.1 輸入濾波

　　AC輸入供電由橋式整流器BR1進(jìn)行整流。整流后的DC由大容量電容C1和C2進(jìn)行濾波。電感L1、C1和C2組成一個π型濾波器，對差模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減。這種配置與PowerIntegrations變壓器的E-shield?技術(shù)相結(jié)合，使得本設(shè)計(jì)在無需使用Y電容的情況下能夠滿足EMI標(biāo)準(zhǔn)EN55015 B級要求，并具有較大的裕量。變壓器構(gòu)造也能夠?qū)崿F(xiàn)很好的EMI可重復(fù)性。保險電阻RF1在電源出現(xiàn)故障時提供保護(hù)。此電阻通常需要選擇繞線式電阻，以在初次連接到AC而輸入電容充電時能夠承受住瞬間功率耗散。

　　3.2 LinkSwitch-II初級

　　LNK605DG器件(U1)集成了功率開關(guān)器件、振蕩器、CC/CV控制引擎、啟動以及保護(hù)功能。集成的700 V功率MOSFET可在通用輸入AC應(yīng)用中提供充足的電壓裕量。該器件在啟動期間通過退耦電容C4從旁路引腳獲得供電。經(jīng)整流和濾波的輸入電壓加在T1初級繞組的一端。U1中集成的700 V功率MOSFET驅(qū)動變壓器初級繞組的另一側(cè)。D1、R3、R4和C3組成RCD-R箝位電路，對漏感引起的漏極電壓尖峰進(jìn)行限制。二極管D2、C5和R10產(chǎn)生初級偏置電源。此電壓從變壓器偏置繞組產(chǎn)生，通過D2和R10向旁路引腳供應(yīng)偏置電流。LNK605DG的偏置供電是可選的。如果電路結(jié)構(gòu)為使用偏置電源供電（與此設(shè)計(jì)相同），空載功耗將降低到50 mW以下。

　　3.3 輸出整流

　　變壓器的次級繞組由D3進(jìn)行整流；選擇肖特基勢壘二極管以提高效率，并由C7進(jìn)行濾波。在此應(yīng)用中，C7使用的是陶瓷電容，由于其工作環(huán)境溫度較高，因此工作壽命比電解電容更長。電阻R1和C6用來衰減高頻振鈴，降低二極管電壓應(yīng)力。

　　四、印刷電路板布局

印刷電路板布局（設(shè)計(jì)適應(yīng)GU10燈內(nèi)部的緊湊空間）

　　五、裝配效果圖

裝配后的電路板圖片

GU10燈座內(nèi)部裝配后的驅(qū)動器