LED臺燈設(shè)計原理及實現(xiàn)方案

PT4115用于1～6W的白光LED光源驅(qū)動方案時只需四個零件(圖2)，Cin是輸入濾波電容，Rs設(shè)定流過LED的電流IF，Rs=0.1/ILED；L是續(xù)流電感，D5是續(xù)流二極管。因適配器已提供12V的直流電壓，原圖為交流電壓輸入整流用的橋式整流器D1～D4可省略。雖然零件少了，但對零件的要求更高，設(shè)計時需按表1提示的要求選用，才能使電路進入良好的工作狀態(tài)。PT4115的開關(guān)頻率采用抖頻技術(shù)有效降低EMI，省略了抗EMI電路。

LED光源驅(qū)動芯片的恒流精度對于LED燈具生產(chǎn)廠家而言是至關(guān)重要的，目前LED光源驅(qū)動IC的恒流精度批量生產(chǎn)時都會有一定的離散性，LED燈具生產(chǎn)廠家在批量生產(chǎn)調(diào)試時，同樣的電源、同樣的LED光源負載、同樣的恒流源電源板，因同一型號的不同驅(qū)動IC其恒流精度的個性差異會導(dǎo)致恒流源電源板輸出電流產(chǎn)生一定的公差，使同一LED光源負載的發(fā)光亮度有所不同，這就會增加恒流源電源板大批量生產(chǎn)時在線調(diào)試的時間，影響生產(chǎn)力。因此，恒流源電源板生產(chǎn)廠家應(yīng)選用恒流精度高的驅(qū)動IC，恒流精度至少要小于±3%，如是±1%更理想，但其價格會高于±3%的產(chǎn)品。

電感的選擇

以3×1W的高亮度白光LED光源的設(shè)計案例而言，三個1W的LED光源串聯(lián)，其工作電流可設(shè)計為300～350mA，L的電感量應(yīng)選用68uH～100uH，Q值大于50，飽和電流大于800mA的磁路閉合電感器。

PT4115的設(shè)計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會影響其工作頻率，本方案的電感設(shè)計在68uH以上，這樣系統(tǒng)工作頻率可以控制到1MHz以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115內(nèi)部電流檢測電路響應(yīng)速度限制，對內(nèi)部電流正常檢測出現(xiàn)影響，不能更好地實現(xiàn)對內(nèi)部開關(guān)的導(dǎo)通/關(guān)斷控制。另外由于高頻率會帶來較大的開關(guān)損耗，使芯片運行在較高的結(jié)溫下，電應(yīng)力加大，不利于穩(wěn)定工作。電感量太小還會導(dǎo)致PT4115的SW端燒壞，而無輸出。

電感的DCR越小，效率越高。建議選用EPC13錳鋅4000磁芯。

電感器的飽和電流選小了，D5肖特基二極管的電流選小了，將會導(dǎo)致整個電路的續(xù)流不足，LED光源會產(chǎn)生人眼可見的閃光。將電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流適當(dāng)增大即可增大整個電路的續(xù)流電流，消除因此產(chǎn)生的閃光。

適配器的選擇

適配器為本方案LED臺燈提供穩(wěn)定的交流電源->交直流降壓變換，它的實時帶載輸出能力將影響本方案LED臺燈的性能，用于本方案3X1W白光LED臺燈的適配器，它在帶載時輸出電流應(yīng)大于1A，電壓應(yīng)穩(wěn)定在DC12V。有些帶載能力差的適配器，連接上本方案LED光源負載時，其實時輸出電壓會跌落到7V，甚至6.5V，對于工作電壓從8V開始的LED驅(qū)動IC，屆時會進入欠壓保護狀態(tài)而停止工作，一旦驅(qū)動IC停止工作，電壓又回升至12V，LED驅(qū)動IC再次進入工作狀態(tài)，如此周而復(fù)始，使LED臺燈出現(xiàn)人眼可見的閃光。此時，只有更換帶載能力好的適配器才能使LED臺燈正常工作。同時應(yīng)選用工作電壓范圍自6V初始的LED驅(qū)動IC，也可降低對適配器的選擇要求，以降低生產(chǎn)配套成本。

EMI的傳導(dǎo)與輻射

本LED臺燈方案總體設(shè)計時要考慮能過EMI的傳導(dǎo)與輻射，過EMI的傳導(dǎo)與輻射的關(guān)鍵是電源變換器，因此要選用能過EMI，甚至能過CE、UL的適配器來配套，以便生產(chǎn)的LED臺燈能出口歐美日市場。恒流源電源板因使用的驅(qū)動IC是DC/DC開關(guān)器件，工作時開關(guān)頻率會產(chǎn)生輻射，因此內(nèi)置在臺燈底座金屬殼內(nèi)可有效降低輻射，機械結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮金屬底座內(nèi)的磁路屏蔽。