基于LNK605DG的高效率3.6W隔離式LED驅(qū)動(dòng)器

概述

本文介紹的是一款高效的LED驅(qū)動(dòng)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(dòng)。該LED驅(qū)動(dòng)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(jí)側(cè)檢測，因此無需使用次級(jí)反饋元件。在初級(jí)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(dòng)重新啟動(dòng)。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(dòng)器的多種性能屬性，包括啟動(dòng)時(shí)間和不同驅(qū)動(dòng)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(dòng)器之間的一致性，其輸出恒流容差低于±10%，啟動(dòng)時(shí)間快速，低于5 ms，從而實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)開啟性能，使用壽命長，可靠性高。

電路原理圖

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(dòng)器或充電器應(yīng)用。

LinkSwitch-II配置為應(yīng)用于單級(jí)非連續(xù)導(dǎo)通模式反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，提供初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)的恒壓和恒流輸出。

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(gè)π型濾波器，對(duì)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(jí)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(xiǎn)電阻RF1在電源出現(xiàn)故障時(shí)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(shí)能夠承受住瞬間功率耗散。

2、LinkSwitch-II初級(jí)

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(dòng)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(dòng)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(jí)繞組的一端。U1中集成的700 V功率MOSFET驅(qū)動(dòng)變壓器初級(jí)繞組的另一側(cè)。D1、R3、R4和C3組成RCD-R箝位電路，對(duì)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(jí)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、輸出整流

變壓器的次級(jí)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