圖1：100W白熾燈淘汰路線

 圖2： Power Integrations DER系列LED驅(qū)動器研發(fā)路線

圖3：可替代100W A19白熾燈的LED驅(qū)動器（俯視圖）

 
圖4：可替代100W A19白熾燈的LED驅(qū)動器（底部圖）

電路原理圖

圖5：針對100W高功率A19白熾燈泡替換應(yīng)用的LED驅(qū)動主要電路圖

二、150W高可靠性LED路燈驅(qū)動電源設(shè)計

1、  簡介

　　Power Integrations推出適用于 LED 街燈和其它工業(yè)/基礎(chǔ)建設(shè)照明系統(tǒng)的 150 W、48 V 電源供應(yīng)器參考配套設(shè)計。該設(shè)計組合了PFS功率系數(shù)級和LCS輸出級，輸入電壓90 VAC - 265 VAC,100%負(fù)載和50%負(fù)載時的功率系數(shù)大于0.9。本文介紹了PFS704-729EG HiperPFS系列產(chǎn)品亮點(diǎn)，方框圖，多種應(yīng)用電路以及90 VAC - 265 VAC輸入48V/150W LED街燈照明參考設(shè)計主要指標(biāo)，電路圖和材料清單于PCB布局圖。

 

　　RDR-292 中所介紹的驅(qū)動器電路，在 230 VAC 和 110 VAC 輸入條件下效率分別可超越 93% 和 91% 。 此設(shè)計提供系統(tǒng)功率因子 (PF) 達(dá) 0.97 以上，THD 小于 10%，可輕松符合 EN61000-3-2 C。在相同的設(shè)計平臺下，只要簡單的從HiperPFS?（ PFC）和HiperLCS?（LLC）家族成員中選擇不同的轉(zhuǎn)換器 IC以及對應(yīng)的功率器件的大小，就能將設(shè)計在 75 W 到 400 W 之間進(jìn)行調(diào)整。

　　RDK-292 只需要不到 125 個組件就能實(shí)施驅(qū)動器的 PFC、LLC 和待機(jī)電源供應(yīng)器電路，不但降低 BOM 成本，更具備卓越的可靠性。 此設(shè)計采用了Power Integrations 的高度整合 HiperPFS 功率因子修正 IC 與 HiperLCS 諧振轉(zhuǎn)換器 IC 組合，相較于傳統(tǒng)的 LLC 解決方案，這樣的組合一共可省略多達(dá) 35 個組件。HiperLCS 也允許使用比一般 LLC 設(shè)計更小的磁芯和輸出濾波電容器。 此設(shè)計還整合了 Qspeed? 混合 PIN 蕭特基二極管 ，相較于傳統(tǒng)的超快速硅質(zhì) PFC 二極管，它可透過大幅減少二極管恢復(fù)損失來提高 CCM PFC 效率。

　　為了能夠安裝在遠(yuǎn)程照明控制系統(tǒng)中，此設(shè)計實(shí)施了以Power Integrations 的 LinkSwitch?-TN IC 為基礎(chǔ)的高效率待機(jī)電源供應(yīng)器功能。 新加入的 CAPZero? X 電容放電 IC 提供進(jìn)一步的節(jié)能效果，于 264 VAC 輸入時可減少無負(fù)載功耗大約 800 mW。

　　Power Integrations 產(chǎn)品營銷經(jīng)理 Andrew Smith 表示：“LED 照明能為許多地區(qū)和工商業(yè)節(jié)省龐大支出，但若沒有高效穩(wěn)定的低成本驅(qū)動器電路，便無法完全實(shí)現(xiàn)這一節(jié)能目標(biāo)。 Power Integrations 提供一整套產(chǎn)品 – 如RDK-292 所展示– 為高功率 LED 照明系統(tǒng)設(shè)計人員提供強(qiáng)大的競爭力?！?br>
2  、電源規(guī)格

　　下表給出的是設(shè)計的最低可接受指標(biāo)。實(shí)際性能在后續(xù)的測試結(jié)果部分給出。

3 、 電路原理圖

　　RDR-292 包含規(guī)格、電路圖、BOM、變壓器文件、PCB 布局和效能數(shù)據(jù)。

三、30W高可靠性LED T8燈管驅(qū)動電源設(shè)計

1  、簡介

　　本文檔介紹的是一款功率因數(shù)校正LED驅(qū)動器，它可以在90 VAC至265 VAC的輸入電壓范圍內(nèi)為LED燈串提供額定電壓50 V、額定電流0.3 A的驅(qū)動。該LED驅(qū)動器采用了PowerIntegrations的LinkSwitch-PH系列IC中的LNK406EG器件。

　　LinkSwitch-PH IC可以幫助您設(shè)計出具有成本效益且元件數(shù)量極少的LED驅(qū)動器，不僅能滿足功率因素和諧波限值，同時還能為最終用戶帶來不同凡響的使用體驗(yàn)。其特性包括超寬調(diào)光范圍（本樣板未采用）、無閃爍工作（即使使用的是低成本的AC輸入可控硅調(diào)光器）以及快速、平滑的開啟上電過程。

　　所使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是運(yùn)行于連續(xù)導(dǎo)通模式下的隔離反激。輸出電流調(diào)節(jié)完全從初級側(cè)檢測，因此無需配備次級反饋元件。在初級側(cè)也無需檢測外部電流，而是在IC內(nèi)部進(jìn)行，從而進(jìn)一步減少了元件和損耗。內(nèi)部控制器調(diào)整MOSFET占空比以保持輸入電流為正弦交流電，從而確保高功率因數(shù)和低諧波電流。

　　LNK406EG也可提供各種復(fù)雜的保護(hù)功能，包括環(huán)路開環(huán)或輸出短路條件下自動重新啟動。輸入過壓可幫助電源改善對輸入電壓故障和浪涌的耐受能力，輸出過壓可避免在負(fù)載斷開時可能對電源造成的損壞，精確的遲滯熱關(guān)斷可確保在所有條件下PCB板平均溫度都處于安全范圍內(nèi)。

　　此設(shè)計的主要目標(biāo)是超薄和高效率。這樣有助于使驅(qū)動器板適應(yīng)T8燈管內(nèi)LED負(fù)載板后的空間，并將工作時的溫升保持在可接受的范圍以內(nèi)。為此，必須認(rèn)真選擇元件和安裝方法，但這相比于方案的更換更加簡單，因?yàn)槌跫墏?cè)調(diào)節(jié)的LinkSwitch-PH設(shè)計所需的元件數(shù)量很少。

　

 

2 、 電源規(guī)格

　　下表給出的是設(shè)計的最低可接受指標(biāo)。實(shí)際性能在后續(xù)的測試結(jié)果部分給出。

 

圖2-裝配后的電路板

設(shè)計特點(diǎn)：

• 其設(shè)計重點(diǎn)是電路板可用標(biāo)準(zhǔn)可控硅調(diào)光器實(shí)現(xiàn)兼容

      o 兼容包括額定功率為1000 W（而非限于600 W）的調(diào)光器型號
      o 無輸出閃爍
      o 從低相位角啟動時無卡扣
      o 調(diào)光范圍高達(dá)1000:1 – 僅受制于所連接的調(diào)光器
      o 干凈的單向啟動 – 無輸出閃爍

• 極高能效

      o 在230 VAC下>84%

• 集成的保護(hù)及可靠性能

      o 輸出開路/輸出短路保護(hù)，帶自動恢復(fù)功能
      o 輸入過壓關(guān)斷可擴(kuò)展輸入故障時的電壓耐受范圍
      o 更大遲滯的自動恢復(fù)熱關(guān)斷可同時保護(hù)元件和印刷電路板

• 滿足IEC 61000-4-5振鈴波、IEC 61000-3-2 Class C和EN55015 B傳導(dǎo)EMI要求

　　本文介紹的是一款高功率因數(shù)(PF)、可控硅調(diào)光的LED驅(qū)動器，它可以在180 VAC至265VAC的輸入電壓范圍內(nèi)為LED燈串提供額定電壓30 V、額定電流0.5 A的驅(qū)動。該LED驅(qū)動器采用了LinkSwitch-PH系列IC中的LNK405EG器件。

　　LinkSwitch-PH IC可以幫助您設(shè)計出具有成本效益且元件數(shù)量極少的LED驅(qū)動器，不僅能滿足功率因素和諧波限值，同時還能為最終用戶帶來不同凡響的使用體驗(yàn)。其特性包括超寬調(diào)光范圍、無閃爍工作（即使使用的是低成本的AC輸入可控硅調(diào)光器）以及快速、平滑的導(dǎo)通。

　　所使用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是運(yùn)行于連續(xù)導(dǎo)通模式下的隔離反激。輸出電流調(diào)節(jié)完全從初級側(cè)檢測，因此無需使用次級反饋元件。在初級側(cè)也無需檢測外部電流，而是在IC內(nèi)部進(jìn)行，從而進(jìn)一步減少了元件和損耗。內(nèi)部控制器調(diào)整MOSFET占空比以保持輸入電流為正弦交流電，從而確保高功率因數(shù)和低諧波電流。LinkSwitch-PH IC還可提供各種復(fù)雜的保護(hù)功能，包括環(huán)路開環(huán)或輸出短路條件下自動重啟動。輸入過壓可提供增強(qiáng)的抗輸入故障和浪涌能力，輸出過壓可在負(fù)載斷開下保護(hù)電源，精確的遲滯熱關(guān)斷可確保在所有條件下平均PCB溫度都處于安全范圍內(nèi)。

　　在任何LED照明裝置中，驅(qū)動器的性能直接決定了最終用戶對照明的感受。此設(shè)計中重點(diǎn)關(guān)注的是在230 VAC條件下盡可能多地兼容各種調(diào)光器和盡可能大地兼容調(diào)光范圍。


電源規(guī)格：

 

圖3-主板原理圖

圖4-子板原理圖

產(chǎn)品特色

大幅簡化離線式LED驅(qū)動器

    * 單級功率因數(shù)校正(PFC)及精確恒流(CC)輸出
    * 無閃爍的相位控制可控硅調(diào)光
    * 使用小容量的非寄生大容量電容，元件數(shù)量極少
    * 完全省去控制環(huán)路補(bǔ)償

先進(jìn)的性能特性

    * 適合設(shè)計非隔離型反激式、降壓式及抽頭降壓式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    * 快速啟動時間
    * 頻率調(diào)制技術(shù)可極大縮減EMI濾波器的尺寸和成本
    * 以低耗散直接檢測LED電流

先進(jìn)的保護(hù)及安全特性

    * 集成的725 V MOSFET允許使用小尺寸的大容量電容并提高功率水平
    * 提供短路/反饋開環(huán)的鎖存關(guān)斷及輸出過壓保護(hù)
    * 過載時自動重啟動保護(hù)
    * 遲滯熱關(guān)斷保護(hù)
    * 無論在PCB板上還是在封裝上，都保證高壓漏極引腳與其他所有引腳之間滿足高壓爬電要求

EcoSmart? - 高效節(jié)能技術(shù)

    * 高功率因數(shù)可通過降低輸入VA優(yōu)化系統(tǒng)的每瓦流明數(shù)
    * 控制算法可平衡輸入線電壓和負(fù)載的開關(guān)和導(dǎo)通損耗，以維持最佳效率
    * 通過對異常低輸出功率進(jìn)行周期跳頻調(diào)節(jié)，對提供的峰值輸出電流進(jìn)行箝位

綠色封裝

    * 無鹵素和符合RoHS要求的封裝


圖2. 功能結(jié)構(gòu)圖

表1.輸出功率表


圖3. 典型應(yīng)用電路

功能描述
　　LinkSwitch-PL在一個器件上集成了一個高壓功率MOSFET開關(guān)及一個電源控制器。該IC器件提供單級功率因數(shù)校正和LED電流控制。LinkSwitch-PL控制器包括一個振蕩器、反饋（檢測及邏輯）電路、5.85 V穩(wěn)壓器、遲滯過熱保護(hù)、頻率抖動、逐周期限流、環(huán)路補(bǔ)償電路、自動重啟動、開關(guān)導(dǎo)通時間延長、功率因數(shù)以及恒流控制電路。

六、針對B10型LED燈泡設(shè)計的高效率、超緊湊驅(qū)動器

1.簡介

　　本文介紹采用PI LinkSwitch-PL系列非隔離單級LED驅(qū)動器IC設(shè)計而成的針對B10型LED燈泡設(shè)計的高效率、超緊湊驅(qū)動器——DER-297。它的單一恒流輸出功率為4.5W，可輕松配置從35V到100V的輸出電壓，如下表所示。

　　這款驅(qū)動器的設(shè)計目標(biāo)是高性能和小型化，使得驅(qū)動器能滿足B10型燈泡并最大限度提高效率。

Figure 1 – Size of a Populated Circuit Board. Top Side

Figure 2 – Size of a Populated Circuit Board. Bottom Side

關(guān)鍵特性：

1、單級功率因數(shù)修正和精確恒定的電流(CC)輸出

2、低成本、低組件計數(shù)和小PCB封裝的解決方案

3、高能源效率,> 87%至115 VAC輸入48 V和> 87%為96 V輸出
4、優(yōu)越的性能和終端用戶體驗(yàn)
·快速啟動時間(< 300 ms)——沒有可察覺的延遲

5、綜合保護(hù)和可靠性特征
·單極空載保護(hù)/輸出短路保護(hù)和自動恢復(fù)等等
·自動恢復(fù)熱關(guān)閉與滯后保護(hù)這兩個組件和PCB
·在暗光條件下無損壞

6、PF >0.95 （115 VAC）
7、%A THD <20% （115 VAC）
8、符合IEC環(huán)波、微分線激增和EN55015 EMI電源規(guī)格

1. 48 V, 93 mA Version

電路原理圖
 

Figure 3 – 48 V, 93 mA Schematic.