5W可調光非隔離式LED驅動(dòng)電路設計

本文介紹使用LinkSwitch-PL系列器件LNK457DG設計的非隔離式LED驅動(dòng)器(電源)。在12 V和18 V的LED燈串電壓下可提供350 mA單路恒流輸出。使用標準的AC市電可控硅調光器可將輸出電流降低至1% (3 mA)，這不會(huì )造成LED負載性能不穩或發(fā)生閃爍。該電路可同時(shí)兼容低成本的前沿調光器和更復雜的后沿調光器。

　　該電路用于在通用AC輸入電壓范圍內(85 VAC至265 VAC，47 Hz至63 Hz)進(jìn)行工作，但在0 VAC至300 VAC的輸入電壓范圍內也不會(huì )造成損壞。這樣可以提升現場(chǎng)應用可靠性，延長(cháng)在線(xiàn)電壓跌落和浪涌條件下的使用壽命?；贚inkSwitch-PL的設計可提供高功率因數(>0.9)，有助于滿(mǎn)足所有現行國際標準的要求，可使單個(gè)設計全球通用。

　　該電源所選用的外形可滿(mǎn)足標準梨形(A19) LED替換燈的要求。輸出采用非隔離式，要求外殼的機械設計能夠將電源輸出和LED負載與用戶(hù)隔離。

　　一、電路原理圖

　　圖1 電路原理圖

二、電路描述

　　本電路為非隔離式、非連續導通模式反激轉換器電路，以350 mA的輸出電流為電壓為12V到18 V的LED燈串提供驅動(dòng)。驅動(dòng)器完全能夠在寬輸入電壓范圍內工作，并提供高功率因數。本電路可同時(shí)滿(mǎn)足輸入浪涌和EMI要求，其元件數較少，能夠使電路板尺寸滿(mǎn)足LED燈泡替換應用的要求。

　　1 、調光性能設計指南

　　對于使用低成本的可控硅前沿相控調光器提供輸出調光的要求，我們需要在設計時(shí)進(jìn)行全面的權衡。由于LED照明的功耗非常低，整燈吸收的電流通常要小于調光器內可控硅的維持電流。這樣會(huì )產(chǎn)生調光范圍受限和/或閃爍等不良情況。由于LED驅動(dòng)器的阻抗相對較大，因此在可控硅導通時(shí)，會(huì )產(chǎn)生很?chē)乐氐恼袷?。在可控硅導通的一瞬間，一股非常大的浪涌電流會(huì )流入驅動(dòng)器的輸入電容，從而激發(fā)線(xiàn)路電感并造成電流振蕩。這同樣會(huì )造成類(lèi)似不良情況，因為振蕩會(huì )使可控硅電流降至零并關(guān)斷，同時(shí)造成LED燈閃爍。為克服這些問(wèn)題，電路中采用了兩個(gè)電路功能塊–一個(gè)有源衰減電路和一個(gè)泄放電路。這些電路功能塊的缺點(diǎn)是會(huì )增大功耗，進(jìn)而降低電源的效率。

　　在本設計中衰減電路和泄放電路的取值能夠使一個(gè)電路板與的絕大多數調光器(600 W以下的調光器并包括低成本前沿可控硅調光器)在整個(gè)輸入電壓范圍內正常工作。這一設計可實(shí)現在高壓輸入時(shí)將一個(gè)燈連接一個(gè)調光器來(lái)實(shí)現無(wú)閃爍照明。一個(gè)燈在高壓下工作會(huì )導致最小輸出電流和最大浪涌電流(可控硅導通時(shí))，這代表最差情況。因此，主動(dòng)衰減電路和泄放電路的作用非常明顯：泄放電路可降低阻抗，衰減電路可提高阻抗。但這會(huì )增加功耗，進(jìn)而降低驅動(dòng)器的效率和整個(gè)系統的效能。

　　要求將多個(gè)燈連接到一個(gè)調光器以便正常工作會(huì )降低泄放電路所需的電流，此時(shí)可增大R10和R11的值并減小C6的值。

　　如果使燈具僅在低壓(85 VAC至132 VAC)下工作時(shí)，可在前沿可控硅調光器導通時(shí)出現的峰值電流大幅降低時(shí)降低R7和R8的值。這兩種更改都會(huì )降低散耗和提高效率。對于非調光應用，可直接省去這些元件，用跳線(xiàn)替代R7和R8，從而提高效率，但不會(huì )改變其他性能特性。