高效率7.6 V 700 mA隔離式LED驅(qū)動器設(shè)計(jì)

　　一、設(shè)計(jì)特色

　　1、精確的初級側(cè)恒壓/恒流控制器(CV/CC)省去了光耦器和所有次級側(cè)CV/CC控制電路，無需電流檢測電阻，即可達(dá)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(hù)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(guān)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(shè)計(jì)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(qū)動器應(yīng)用。

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

　　二極管D1至D4對AC輸入進(jìn)行整流。電容C1和C2對經(jīng)整流的AC進(jìn)行濾波。這些電容與電感L1和L2一起，還可以對差模傳導(dǎo)EMI噪聲進(jìn)行衰減。電阻R1和R2可以阻尼這些電容與電感之間所產(chǎn)生的諧振振蕩。上述設(shè)計(jì)與Power Integrations的變壓器E-sheild?技術(shù)相結(jié)合，使該電源能以大于10 dB的裕量輕松滿足EN55015 B級傳導(dǎo)EMI要求，且無需Y電容。可熔電阻RF1用于限制啟動時產(chǎn)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(xiǎn)絲的作用。

　　本電源設(shè)計(jì)利用U1集成的恒流特性來驅(qū)動LED負(fù)載，可以在恒流模式下以最大輸出功率進(jìn)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(hù)。

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

　　如果出現(xiàn)輸出故障，電源將以恒壓模式工作，并使用開/關(guān)控制方式來調(diào)節(jié)輸出電壓。這樣可以提供自動輸出故障保護(hù)，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(hù)。

　　IC U1通過BP（旁路）引腳完全實(shí)現(xiàn)自供電，并對電容C4進(jìn)行退耦，同時還提供高頻率去耦。當(dāng)內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時，U1會利用存儲在C4中的能量；當(dāng)MOSFET關(guān)斷時，內(nèi)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(jìn)一步降低空載功耗。

　　經(jīng)整流及濾波的輸入電壓加在T1初級繞組的一側(cè)。U1中集成的MOSFET驅(qū)動變壓器初級繞組的另一側(cè)。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(bǔ)償初級勵磁電感中的容差差異。輸出功率與設(shè)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(diào)整開關(guān)頻率，對電感波動進(jìn)行補(bǔ)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(jìn)行濾波。電阻R8和電容C6可消除高頻率的傳導(dǎo)和輻射EMI。沒有負(fù)載連接時，假負(fù)載電阻R9充當(dāng)C7的瀉放電阻。

　　三、設(shè)計(jì)要點(diǎn)

　　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(chǎn)生電弧并進(jìn)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(lián)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(yīng)具有1%的容差值，有助于將額定輸出電壓和恒流調(diào)節(jié)閾值嚴(yán)格控制在中心位置。
　　4、使用外部偏置繞組可進(jìn)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(guān)節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)。