實(shí)用LED臺燈設計方案

PT4115用于1～6W的白光LED光源驅動(dòng)方案時(shí)只需四個(gè)零件(圖2)，Cin是輸入濾波電容，Rs設定流過(guò)LED的電流IF，Rs=0.1/ILED；L是續流電感，D5是續流二極管。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，設計時(shí)需按表1提示的要求選用，才能使電路進(jìn)入良好的工作狀態(tài)。PT4115的開(kāi)關(guān)頻率采用抖頻技術(shù)有效降低EMI，省略了抗EMI電路。

LED光源驅動(dòng)芯片的恒流精度對于LED燈具生產(chǎn)廠(chǎng)家而言是至關(guān)重要的，目前LED光源驅動(dòng)IC的恒流精度批量生產(chǎn)時(shí)都會(huì )有一定的離散性，LED燈具生產(chǎn)廠(chǎng)家在批量生產(chǎn)調試時(shí)，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動(dòng)IC其恒流精度的個(gè)性差異會(huì )導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(huì )增加恒流源電源板大批量生產(chǎn)時(shí)在線(xiàn)調試的時(shí)間，影響生產(chǎn)力。因此，恒流源電源板生產(chǎn)廠(chǎng)家應選用恒流精度高的驅動(dòng)IC，恒流精度至少要小于±3%，如是±1%更理想，但其價(jià)格會(huì )高于±3%的產(chǎn)品。

電感的選擇

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

PT4115的設計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會(huì )影響其工作頻率，本方案的電感設計在68uH以上，這樣系統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內部電流檢測電路響應速度限制，對內部電流正常檢測出現影響，不能更好地實(shí)現對內部開(kāi)關(guān)的導通/關(guān)斷控制。另外由于高頻率會(huì )帶來(lái)較大的開(kāi)關(guān)損耗，使芯片運行在較高的結溫下，電應力加大，不利于穩定工作。電感量太小還會(huì )導致PT4115的SW端燒壞，而無(wú)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(huì )導致整個(gè)電路的續流不足，LED光源會(huì )產(chǎn)生人眼可見(jiàn)的閃光。將電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流適當增大即可增大整個(gè)電路的續流電流，消除因此產(chǎn)生的閃光。

適配器的選擇

適配器為本方案LED臺燈提供穩定的交流電源->交直流降壓變換，它的實(shí)時(shí)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(shí)輸出電流應大于1A，電壓應穩定在DC12V。有些帶載能力差的適配器，連接上本方案LED光源負載時(shí)，其實(shí)時(shí)輸出電壓會(huì )跌落到7V，甚至6.5V，對于工作電壓從8V開(kāi)始的LED驅動(dòng)IC，屆時(shí)會(huì )進(jìn)入欠壓保護狀態(tài)而停止工作，一旦驅動(dòng)IC停止工作，電壓又回升至12V，LED驅動(dòng)IC再次進(jìn)入工作狀態(tài)，如此周而復始，使LED臺燈出現人眼可見(jiàn)的閃光。此時(shí)，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(shí)應選用工作電壓范圍自6V初始的LED驅動(dòng)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的傳導與輻射

本LED臺燈方案總體設計時(shí)要考慮能過(guò)EMI的傳導與輻射，過(guò)EMI的傳導與輻射的關(guān)鍵是電源變換器，因此要選用能過(guò)EMI，甚至能過(guò)CE、UL的適配器來(lái)配套，以便生產(chǎn)的LED臺燈能出口歐美日市場(chǎng)。恒流源電源板因使用的驅動(dòng)IC是DC/DC開(kāi)關(guān)器件，工作時(shí)開(kāi)關(guān)頻率會(huì )產(chǎn)生輻射，因此內置在臺燈底座金屬殼內可有效降低輻射，機械結構設計時(shí)應考慮金屬底座內的磁路屏蔽。