離線式LED燈對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器IC要求

　　為了滿足離線式照明的要求(例如高功率因數(shù)、高效率、隔離和TRIAC調(diào)光器兼容性)，以前的LED驅(qū)動(dòng)器采用很多外部分立式組件，結(jié)果形成了又大又復(fù)雜的解決方案。凌力爾特的LT3799集成了離線式LED照明需要的所有功能，解決了這些復(fù)雜性、空間和性能問題。LT3799是一款具有源功率因數(shù)校正的隔離反激式LED控制器，專門為在90VAC至265VAC的通用輸入范圍驅(qū)動(dòng)LED而設(shè)計(jì)。該器件以關(guān)鍵導(dǎo)通(邊界)模式控制一個(gè)隔離反激式轉(zhuǎn)換器，適用于需要4W至超過100W或更高LED功率的LED應(yīng)用。其新穎的電流檢測(cè)電路無需使用光耦合器，就能向副端提供良好調(diào)節(jié)的輸出電流。其獨(dú)特的泄能電路使得LED驅(qū)動(dòng)器可與TRIAC調(diào)光器相兼容，而無需增設(shè)額外的組件。LED開路和短路保護(hù)確保長(zhǎng)期可靠性。

　　圖2 具有源功率因數(shù)校正的LT3799的VIN和IIN波形

　　圖1顯示了一個(gè)完整的LED驅(qū)動(dòng)器解決方案，其效率高達(dá)86%。LT3799從主端開關(guān)電流波形檢測(cè)輸出電流。就一個(gè)以邊界模式工作的反激式轉(zhuǎn)換器而言，輸出電流方程式為：

　　IPK是峰值開關(guān)電流，N是主端至副端匝數(shù)比，D是占空比。該IC通過一種新穎的反饋控制電路調(diào)節(jié)峰值開關(guān)電流和占空比以此調(diào)節(jié)輸出電流。與需要知道輸入功率和輸出電壓信息的其他主端檢測(cè)方法不同，這種新型電路提供好得多的輸出電流調(diào)節(jié)，因?yàn)闇?zhǔn)確度幾乎不受變壓器繞組電阻、開關(guān)RDS(ON)、輸出二極管正向壓降和LED電纜壓降的影響。

　　圖3 MOSFET柵極信號(hào)和VIN

　　大功率因數(shù)、低諧波

　　通過使線路電流跟隨施加的正弦波電壓，LT3799實(shí)現(xiàn)了高功率因數(shù)，并且滿足了IEC 61000-3-2 C類照明設(shè)備諧波要求。如果所吸取的電流與輸入電壓成正比，就能實(shí)現(xiàn)等于1的功率因數(shù)。LT3799用一個(gè)從輸入電壓產(chǎn)生的、與輸入電壓成比例的電壓調(diào)制峰值開關(guān)電流。如在圖2中能看到的那樣，這種方法提供0.98或更高的功率因數(shù)。一個(gè)小帶寬反饋環(huán)路保持對(duì)輸出電流的調(diào)節(jié)，而且不會(huì)使輸入電流失真。

　　可與TRIAC調(diào)光器兼容

　　當(dāng)TRIAC調(diào)光器處于斷開狀態(tài)時(shí)，它不是徹底斷開的。有相當(dāng)大的泄漏電流通過其內(nèi)部濾波器流到LED驅(qū)動(dòng)器。這個(gè)電流給LED驅(qū)動(dòng)器的輸入電容器充電，從而導(dǎo)致LED隨機(jī)開關(guān)和閃爍。以前的解決方案增加一個(gè)泄能電路，該電路包括一個(gè)大而昂貴的高壓MOSFET。LT3799將變壓器主端繞組和主開關(guān)用作泄能電路，因此無需這類MOSFET或其他任何額外的組件。如圖3所示，當(dāng)TRIAC斷開時(shí)，MOSFET柵極信號(hào)為高，且MOSFET接通，從而泄放掉漏電電流，并保持輸入電壓為0V。TRIAC一旦接通，MOSFET就無縫地變回正常的供電器件。

　　LED電流調(diào)節(jié)

　　此外，LT3799在整個(gè)輸入電壓、輸出電壓和溫度范圍內(nèi)提供LED電流調(diào)節(jié)。見圖4，可以看到，正如大多數(shù)美國(guó)照明應(yīng)用所要求的那樣，當(dāng)輸入從90VAC變到150VAC時(shí)，LED電流保持在±5%的調(diào)節(jié)范圍內(nèi)。LT3799采用一個(gè)獨(dú)特的電流檢測(cè)電路取代了光耦合器，以向副端提供良好調(diào)節(jié)的電流。這不僅降低了成本，還改善了可靠性。

　　LED開路和短路保護(hù)

　　通過變壓器的第三個(gè)繞組持續(xù)監(jiān)視LED電壓。當(dāng)主開關(guān)斷開時(shí)，第三個(gè)繞組的電壓與輸出電壓成正比，輸出二極管傳導(dǎo)電流。一旦過壓或LED開路，主開關(guān)就斷開，CT引腳的電容器開始放電。然后該電路進(jìn)入打嗝模式。在LED短路情況下，VIN引腳電壓降至低于UVLO門限之前，該IC以最低頻率運(yùn)行，因?yàn)榈谌齻€(gè)繞組不能給該IC提供足夠的功率。然后該IC進(jìn)入啟動(dòng)排序狀態(tài)。

　　CTRL引腳和模擬調(diào)光

　　LT3799的輸出可以通過多個(gè)CTRL引腳調(diào)節(jié)。例如，輸出電流可以跟隨一個(gè)加到任意CTRL引腳的DC控制電壓，以實(shí)現(xiàn)模擬調(diào)光。過熱保護(hù)和線路過壓保護(hù)功能也可以利用這些CTRL引腳輕松地實(shí)現(xiàn)。

　　緊湊和具成本效益的解決方案

　　圖4 LT3799 LED電流調(diào)節(jié)與VIN(AC)

　　LT3799運(yùn)用具有整個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電路(包括EMI濾波器)的單級(jí)設(shè)計(jì)，僅需要40個(gè)外部組件，可使解決方案布局簡(jiǎn)單、占板面積緊湊并具有成本效益。圖1中20W電路的總尺寸僅為30mm×75mm，厚度僅為30mm，非常適用于多種LED應(yīng)用。通過改變幾個(gè)外部組件，這個(gè)電路就可以進(jìn)一步為120VAC、240VAC甚至377VAC應(yīng)用或幾乎任何常見的AC輸入而優(yōu)化。

　　結(jié)論

　　面向通用照明應(yīng)用的離線供電LED不斷促進(jìn)對(duì)高性能和具成本效益的LED驅(qū)動(dòng)器IC解決方案的需求。這類LED驅(qū)動(dòng)器必須具有電氣隔離、高效率、PFC>0.90和TRIAC調(diào)光功能。此外，它們還必須提供良好調(diào)節(jié)的LED電流，以保持一致的亮度，而不管輸入電壓或LED正向電壓如何變化，同時(shí)它們必須提供各種保護(hù)功能以提高系統(tǒng)的可靠性。向LED照明過渡的經(jīng)濟(jì)性也要求LED驅(qū)動(dòng)器電路必須非常具成本效益。幸運(yùn)的是，現(xiàn)在已經(jīng)有這類LED驅(qū)動(dòng)器了。