用LYTSwitch-0設計出適用于全球所有國家和地區(qū)的燈泡

LYTSwitch-0是Power Integrations新推出的SMPS驅動器IC產品系列，采用該器件只需使用極少的元件和簡單的單面PCB即可實現LED驅動器，并將整個驅動器裝 入小尺寸燈泡中。LYTSwitch-0適用于功率最高約為10 W的非隔離、非調光燈泡，它可以提供高效率、高功率因數、低EMI以及高壓和低壓設計所具有的整套安全及保護功能。簡單易用、高可靠性和高效率相結合，可以實現極具競爭力的LED燈泡應用。主要應用包括低成本LED燈泡，如GU-10、A19和蠟燭燈。圖1所示為采用LYTSwitch-0 LYT0006P的完整參考設計(DER-355)的電路原理圖(1)。

圖1. 帶浪涌保護且符合EMI標準的7W LED驅動器的電路原理圖

該電路是一個適用于A19替換燈的完整LED驅動器。它采用90 V-265 VAC的輸入電壓，以54V額定輸出電壓提供130 mA ±5%的恒流驅動。其功率因數在低壓下>0.7，在高壓下>0.5，可滿足能源之星的北美消費類照明標準，以及歐洲生態(tài)設計指令Lot 19第2部分標準。該設計具有極高能效，在高壓下通常為92%，在低壓下通常為91%。 該驅動器具有300ms的快速啟動時間，這意味著在燈泡點亮時無可見延遲，并能提供更佳的最終用戶體驗。
LYTSwitch IC采用薄型PDIP或SO-8封裝，同時集成了SMPS控制、保護和EMI抑制功能以及一個高壓功率MOSFET?？刂破骺赏瑫r提供單級高功率因數校正 (PFC)和恒流輸出。LYTSwitch控制器包括一個振蕩器、反饋（檢測及邏輯）電路、5.9 V穩(wěn)壓器、遲滯過熱保護、頻率抖動、逐周期限流、自動重啟動、電感校正、功率因數以及恒流控制電路。

在圖1中，LYTSwitch-0采用了非隔離降壓拓撲結構。降壓拓撲結構具有非常顯著的效率優(yōu)勢，特別是在要求采用通用輸入電壓工作時。降壓拓撲 結構的另一項固有優(yōu)勢是，它可以連續(xù)從AC輸入吸收功率，這樣可使輸入電流達到近似正弦波的狀態(tài)。降壓電路主要依賴于電感L2的磁阻。當功率MOSFET 導通時，電流從AC輸入流經L1、U1和L2。由于L2磁阻的作用，當電流逐步增大時，能量會存儲在L2的磁場中。當功率MOSFET關斷時，二極管D1 被正向偏置，存儲的能量會經由環(huán)路D1、R2、R3和L2被放電至負載。電容C5與負載并聯，當電感在每個周期中進行充電和放電時，該電容可幫助對電壓波 形進行平滑。

LYTSwitch-0內的恒流輸出控制器能夠在單級內實現功率因數校正和精確恒流輸出控制，實現方法是在AC主輸入周期內連續(xù)改變功率 MOSFET的占空比。這樣可確保從電源吸入的電流符合AC電壓波形，從而實現高功率因數。無損耗電流檢測與功率MOSFET相結合，能夠在不需要外部電 路檢測或光耦器反饋路徑的情況下實現高精度的恒流輸出控制。

單級轉換器的一項顯著優(yōu)勢是，它省去了兩級解決方案中用來存儲能量的高值電容，從而消除了影響可靠性和使用壽命的潛在問題源。實際上，整個電路只需要14個低成本元件。裝配后電路板的圖片（圖2）直觀地顯示了這種構造的簡單性。

圖2. 裝配后的7 W LED驅動器

使用簡單的平面PCB而無需插裝元件，意味著實現無需人為干預的完全自動化制造將成為可能。
最少元件數
A19等極小尺寸燈泡所面臨的根本挑戰(zhàn)是如何實現元件數的最小化。采用LYTSwitch-0即可滿足這一挑戰(zhàn)， 因為所有的主要功能和特性均集成在器件中，可以使用絕對最少的外圍元件來實現。集成的MOSFET開關所采用的控制算法可確保從AC輸入吸入的電流真正地 實現功率因數校正。無需外部功率因數校正元件。同樣，LYTSwitch-0具有內在的EMI濾波和時鐘頻率抖動功能。購買未集成EMI濾波功能的非品牌 LED燈的消費者已發(fā)現，在有些情況下，符合國際公認的EMI規(guī)范確實非常重要。有報道稱，僅將LED安裝到家中的消費者發(fā)現，他們無法再收到數字無線 電，或者他們的無線車庫開門器無法再工作。使用LYTSwich-0驅動器就不會發(fā)生此類問題。AC輸入端僅采用一個小扼流圈，7 W LED驅動器完全滿足EN55015傳導EMI要求。

盡管針對低成本應用而推出，但LYTSwitch-0集成了Power Integrations器件所應具備的所有保護功能和可靠性，包括空載保護、過流保護、輸出短路保護、電壓跌落保護以及熱關斷保護。電路滿足IEC振鈴紋波和差模輸入浪涌要求。

高效率
雖然DER-355電路的輸出負載僅為7 W，但效率仍是十分重要的因素。在A19燈泡的狹小空間內，如果驅動器電路效率不高，就會發(fā)生明顯的溫升。溫升對LED以及驅動器電路中的任何電解電容的使用壽命都具有重要的影響。圖3所示為7 W LED驅動器的帶載模式效率。

圖3. 不同AC輸入電壓下的效率。90-132 VAC (50 Hz)和190-265 VAC (60 Hz)輸入。

LTYSwitch-0的高效率特性意味著，無需對LED驅動器進行散熱和灌封，并且可以在工作中達到較低的溫度。這樣可以節(jié)省制造流程和材料，降低成本，并增強可靠性。

靈活的輸出功率
LYTSwitch-0的架構具有可伸縮性，這意味著，只需要對元件值進行最小的修改，同一個驅動器設計就可以適用于不同功率的LED燈。

圖4. 輸出功率表

通用AC輸入
LYTSwitch-0電源可輕松進行設計以適用于低壓和高壓AC輸入。加上LYTSwitch-0設計可滿足 國際標準中的PF和效率要求這一事實，同一基于LYTSwitch-0的LED燈可以用于全球任何國家。由于裝配簡單的PCB的可輕松裝入替換燈泡應用的 A19或GU-10燈座，LYTSwitch-0有助于以完全自動化的方式為全球市場批量制造具有成本效益的LED燈。

參考資料
1. RDR-355：使用LYTSwitch – LYT0006設計的7 W非調光LED驅動器（非隔離降壓）。Power Integrations Inc. www.powerint.com


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