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18W無源PFC LED照明驅動設計
摘要: 本文介紹了18W無源PFCLED照明驅動電源的設計。該設計方案使用的原件數(shù)量少,效率高,,不需要共模電感就能滿足EN55022B對傳導EMI要求。
Abstract:
Key words :

  一,、設計特色

  1、非常高的效率:82%

  2,、元件數(shù)量少:只需40個元件

  3,、不需要共模電感就能滿足EN55022B對傳導EMI要求

  4、填谷電路使電源滿足IEC61000-3-2 THD限制

  5,、ON/OFF控制抑制由填谷(THD校正)電路引起的較高工頻紋波電壓

  二,、電路原理圖

 

圖1. 帶無源PFC的LED燈驅動電源原理圖

  三、工作方式

  圖1所示反激式轉換器使用了TinySwitch-III系列的一個器件(U2,,TNY279PN)給6個高亮度流明LED(LXHL系列)提供高達1.8 A的負載電流,。

  輸出電壓比LED串的正向電壓降稍低。因此當LED燈串連接到電源時,,電源工作在恒流(CC)模式,。如果LED串沒接到電源,穩(wěn)壓管VR1提供電壓反饋,,將輸出電壓調整在13.5 VDC左右,。一個100 mW的電阻(R11)檢測輸出電流,通過一個運放(U1)驅動光耦給U2提供反饋,。TinySwitch-III系列器件通過關斷或跳過MOSFET開關周期進行穩(wěn)壓,。當負載電流達到電流設置閾值時,U1驅動U3導通,。U3內(nèi)的光三極管從U2的EN/UV腳拉出電流,,使U2跳過周期。一旦輸出電流降到電流設置閾值以下,U1停止驅動U3,,U3停止從U2的EN/UV腳拉出電流,,開關周期重新使能。TL431(U4)給U1提供一個參考電壓,,以和R11兩端的電壓降做比較。

  輸出整流管(D9)位于變壓器(T1)次級繞組的下管腳以降低EMI噪音的產(chǎn)生,。RCD箝位(R16,、C4和D13)保護MOSFET漏極免受反激電壓尖峰的損害。

  填谷電路(D5,、D6,、D7、C15,、C16和R15)限制工頻電流的3次和5次諧波值,,使電源滿足IEC61000-3-2規(guī)定的總諧波失真(THD)要求。

  U2的頻率抖動功能,、T1內(nèi)的屏蔽繞組和橫跨T1的Y電容(C8)一起減小傳導EMI的產(chǎn)生,,因此一個簡單的pi型濾波(C13、L1,、L2和C14)就能使電源滿足EN55022B的限制,。

  一、設計特色

  1,、非常高的效率:82%

  2,、元件數(shù)量少:只需40個元件

  3、不需要共模電感就能滿足EN55022B對傳導EMI要求

  4,、填谷電路使電源滿足IEC61000-3-2 THD限制

  5,、ON/OFF控制抑制由填谷(THD校正)電路引起的較高工頻紋波電壓

  二、電路原理圖

 

圖1. 帶無源PFC的LED燈驅動電源原理圖

  三,、工作方式

  圖1所示反激式轉換器使用了TinySwitch-III系列的一個器件(U2,,TNY279PN)給6個高亮度流明LED(LXHL系列)提供高達1.8 A的負載電流。

  輸出電壓比LED串的正向電壓降稍低,。因此當LED燈串連接到電源時,,電源工作在恒流(CC)模式。如果LED串沒接到電源,,穩(wěn)壓管VR1提供電壓反饋,,將輸出電壓調整在13.5 VDC左右。一個100 mW的電阻(R11)檢測輸出電流,,通過一個運放(U1)驅動光耦給U2提供反饋,。TinySwitch-III系列器件通過關斷或跳過MOSFET開關周期進行穩(wěn)壓。當負載電流達到電流設置閾值時,U1驅動U3導通,。U3內(nèi)的光三極管從U2的EN/UV腳拉出電流,,使U2跳過周期。一旦輸出電流降到電流設置閾值以下,,U1停止驅動U3,,U3停止從U2的EN/UV腳拉出電流,開關周期重新使能,。TL431(U4)給U1提供一個參考電壓,,以和R11兩端的電壓降做比較。

  輸出整流管(D9)位于變壓器(T1)次級繞組的下管腳以降低EMI噪音的產(chǎn)生,。RCD箝位(R16,、C4和D13)保護MOSFET漏極免受反激電壓尖峰的損害。

  填谷電路(D5,、D6,、D7、C15,、C16和R15)限制工頻電流的3次和5次諧波值,,使電源滿足IEC61000-3-2規(guī)定的總諧波失真(THD)要求。

  U2的頻率抖動功能,、T1內(nèi)的屏蔽繞組和橫跨T1的Y電容(C8)一起減小傳導EMI的產(chǎn)生,,因此一個簡單的pi型濾波(C13、L1,、L2和C14)就能使電源滿足EN55022B的限制,。

  四、設計要點

  1,、取PI Expert或PI Xls計算的輸入電容值,,除以2,取整到緊鄰的較大標準值來選擇C15和C16,。

  2,、使用PI Expert或PI Xls,考慮LED在最大VF情況下電源的最大輸出功率,。

  3,、LM358(U1)內(nèi)有兩個運放。確保第二個運放的輸入端(5和6腳)連接到次級地,。

 

 

圖 2. 在不同負載時效率和輸入電壓的關系,,在室溫和50 Hz工頻下

圖 3. 輸入電壓(100 V/div)和電流(100 mA/div),顯示了填谷電路的作用

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