高效率7.6 V 700 mA隔離式LED驅動器設計

　　一、設計特色

　　1、精確的初級側恒壓/恒流控制器(CV/CC)省去了光耦器和所有次級側CV/CC控制電路，無需電流檢測電阻，即可達到最高效率；使用元件少、低成本的解決方案。

　　2、自動重啟動保護功能可在輸出短路或開環(huán)條件下可將輸出功率降低到95%以下

　　3、遲滯熱關斷功能可防止電源損壞

　　4、滿足CEC及能源之星2.0效率要求：

　　5、綠色封裝：無鹵素和符合RoHS

　　二、工作原理

　　圖1是使用LinkSwitch-II器件LNK606PG設計的一個通用輸入7.6 V, 700 mA恒壓／恒流反激式電源的電路圖，該電源適用于LED驅動器應用。

　　LNK606PG (U1)將功率開關器件、振蕩器、CC/CV控制引擎以及啟動和保護功能集成于IC內。

　　二極管D1至D4對AC輸入進行整流。電容C1和C2對經整流的AC進行濾波。這些電容與電感L1和L2一起，還可以對差模傳導EMI噪聲進行衰減。電阻R1和R2可以阻尼這些電容與電感之間所產生的諧振振蕩。上述設計與Power Integrations的變壓器E-sheild?技術相結合，使該電源能以大于10 dB的裕量輕松滿足EN55015 B級傳導EMI要求，且無需Y電容。可熔電阻RF1用于限制啟動時產生的浪涌電流，并在元件因輸入電流過大而發(fā)生故障時起到保險絲的作用。

　　本電源設計利用U1集成的恒流特性來驅動LED負載，可以在恒流模式下以最大輸出功率進行工作。IC U1的恒壓模式可以在任何LED發(fā)生開路故障時提供輸出過壓保護。

　　在恒流階段工作時，U1通過更改MOSFET的開關頻率來調整輸出電流。隨著輸出電壓升高，U1將提高其開關頻率。輸出電壓大小由負載中LED的數量決定。電阻R5和R6的值決定了最大開關頻率和輸出電壓。變壓器的電感量可確保驅動器始終以最大功率工作。

　　如果出現輸出故障，電源將以恒壓模式工作，并使用開/關控制方式來調節(jié)輸出電壓。這樣可以提供自動輸出故障保護，降低此種情況下的功耗。IC U1的自動重啟動功能提供輸出短路保護。

　　IC U1通過BP（旁路）引腳完全實現自供電，并對電容C4進行退耦，同時還提供高頻率去耦。當內部MOSFET導通時，U1會利用存儲在C4中的能量；當MOSFET關斷時，內部的6 V穩(wěn)壓器會從漏極引腳拉出電流。這樣便可省去外部偏置繞組。添加外部偏置繞組將進一步降低空載功耗。

　　經整流及濾波的輸入電壓加在T1初級繞組的一側。U1中集成的MOSFET驅動變壓器初級繞組的另一側。D5、R3、R4和C3組成一個RCD-R箝位電路，用于限制漏感引起的漏極電壓尖峰。IC U1自動補償初級勵磁電感中的容差差異。輸出功率與設定初級電感直接成正比，輸出功率變化可在FB引腳檢測到。輸出功率發(fā)生變化時將調整開關頻率，對電感波動進行補償。

　　二極管D7（為提高效率選用肖特基勢壘二極管）用于整流變壓器的次級輸出，C7對其進行濾波。電阻R8和電容C6可消除高頻率的傳導和輻射EMI。沒有負載連接時，假負載電阻R9充當C7的瀉放電阻。

　　三、設計要點

　　1、U1上高壓引腳與低壓引腳之間的爬電距離非常大，可以避免產生電弧并進一步提高可靠性，這在高濕度或高污染條件下特別重要。

　　2、電容C7具有低效串聯阻抗(ESR)，可降低輸出電壓紋波和省去LC后級濾波器。

　　3、反饋電阻R5和R6應具有1%的容差值，有助于將額定輸出電壓和恒流調節(jié)閾值嚴格控制在中心位置。
　　4、使用外部偏置繞組可進一步降低空載功耗。在PCB板上，將旁路引腳電容靠近U1放置。

　　5、減小箝位和輸出二極管的環(huán)路面積，以降低EMI。

　　6、使AC輸入和開關節(jié)點保持一定距離，降低可能會旁路輸入濾波的噪聲耦合。

　　7、確保U1D引腳的峰值漏極電壓低于650 V，否則的話，需要通過降低R3的值來實現。