在科技高度發(fā)展的今天，電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來(lái)越快，LED燈的技術(shù)也在不斷發(fā)展，為我們的城市裝飾得五顏六色。非常適合驅(qū)動(dòng)LED2、高輸出電壓支持一個(gè)LED燈串，這樣無(wú)需考慮LED之間分配電流3、在負(fù)載斷開(kāi)、短路和過(guò)熱情況下提供保護(hù)4、在整個(gè)工作電壓范圍內(nèi)的效率都非常高(>80%)5、小巧輕便、成本低、元件數(shù)量少的設(shè)計(jì)方案6、無(wú)需變壓器—使用簡(jiǎn)單的單電感器7、符合EN55022B傳導(dǎo)EMI限值

電路原理圖

圖1.用于驅(qū)動(dòng)LED陣列的554 V 11W恒流升壓式轉(zhuǎn)換器的電路圖

工作原理分析

圖1所示的電源在升壓式轉(zhuǎn)換器配置中采用了一個(gè)LinkSwitch-TN器件，可以從554 VDC的單路正電壓(以中線輸入電壓為參考)提供20 mA的恒流。該電源為單條LED燈串提供了理想的驅(qū)動(dòng)解決方案?？扇垭娮鑂F1不僅在嚴(yán)重故障下提供保護(hù)，還可限制首次加電時(shí)產(chǎn)生的浪涌電流。二極管D1用于對(duì)輸入AC電壓提供半波整流。電容C2、C3和電感L2構(gòu)成一個(gè)π型濾波電路，可降低傳導(dǎo)EMI。

LNK306 (U1)導(dǎo)通后，流經(jīng)輸入部分(由U1和升壓電感L1構(gòu)成)的電流將逐漸增大。電感L1上的電壓等于C3 (Vin)上的整流和濾波電壓。這時(shí)電流的逐漸增大將使能量?jī)?chǔ)存在電感L1中。U1關(guān)斷后，為了維持相同的電感電流，L1的極性會(huì)發(fā)生反向，D2被正向偏置，電流流入C1和負(fù)載。U1關(guān)斷后，L1上的電壓為輸出電壓與輸入電壓的電壓差。從下圖可以看出該電壓與輸入電壓(C3上)形成串聯(lián)，因此這種配置可以使輸入電壓逐步升高(升壓式)。升壓二極管D2為高壓超快恢復(fù)型二極管。C1充當(dāng)輸出濾波電容。VR1、VR2和VR3用于在負(fù)載斷開(kāi)或開(kāi)環(huán)故障情況下將輸出電壓控制在600 V。電容C5和電阻R2構(gòu)成RC緩沖吸收電路，可降低由涉及D2的開(kāi)關(guān)期間造成的傳導(dǎo)EMI。

電感L1是升壓電感，其最小值可通過(guò)以下公式計(jì)算得出：

其中，Po為輸出功率，ILIM為最小限流點(diǎn)，F(xiàn)S(MIN)為U1的最小開(kāi)關(guān)頻率。本設(shè)計(jì)使用了有現(xiàn)貨供應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)2200μH電感器。

電阻R1充當(dāng)電流檢測(cè)電阻，所形成的電壓由FB引腳實(shí)時(shí)檢測(cè)。通過(guò)一個(gè)開(kāi)關(guān)控制電路可以保持輸出穩(wěn)壓，這樣可以根據(jù)電壓變化和負(fù)載狀況使能和禁止(跳過(guò))開(kāi)關(guān)周期。在每個(gè)導(dǎo)通周期開(kāi)始時(shí)對(duì)U1的反饋(FB)引腳進(jìn)行采樣。如果流入FB引腳的電流超過(guò)49μA，將跳過(guò)該電流周期。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)

二極管D2選用超快恢復(fù)型二極管，反向恢復(fù)時(shí)間(tRR)為75 ns或更小，反向峰值額定電壓超過(guò)VOUT。為了降低U1導(dǎo)通時(shí)產(chǎn)生的D2反向恢復(fù)電流尖峰，本設(shè)計(jì)在非連續(xù)導(dǎo)通模式下工作。可熔電阻RF1應(yīng)為繞線式阻燃電阻，這樣才能在電流浪涌和差模浪涌情況下對(duì)電路提供保護(hù)。

通過(guò)采用AC輸入全波整流，可大幅降低電容C2和C3的值。電容C4為U1的旁路電容，應(yīng)放置在靠近其源極引腳和BP引腳的地方。根據(jù)輸出紋波電流要求選擇輸出電容C1。如果VRIPPLE為所需紋波電壓，那么輸出電容可通過(guò)以下公式計(jì)算得出：

其中，Lmax電感的最大值(電感器的容差系數(shù))，I lim的最大限流點(diǎn)，Vout為輸出電壓。雖然LED在生活中處處可見(jiàn)，但是LED也還有一些不足需要我們的設(shè)計(jì)人員擁有更加專業(yè)的知識(shí)儲(chǔ)備，這樣才能設(shè)計(jì)出更加符合生活所需的產(chǎn)品。