符合“能源之星”固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)的離線型LED驅(qū)動器GreenPoint參考設(shè)計(jì)

　　設(shè)計(jì)過程

　　較高的開關(guān)頻率可以減小變壓器尺寸，但同時(shí)會增加開關(guān)損耗。本參考設(shè)計(jì)選擇了100 kHz版本的NCP1014作為平衡點(diǎn)。這個單片轉(zhuǎn)換器的能效預(yù)計(jì)約為75%，因此，要提供8 W輸出功率，預(yù)計(jì)需要10.6 W的輸入功率。輸入工作電壓范圍是90到265 Vac。NCP1014包含安森美半導(dǎo)體的動態(tài)自供電(DSS)電路，藉減少元件數(shù)量簡化了啟動。這集成控制器的散熱考慮因素決定了最大輸出功率。電路板上的銅區(qū)域會散熱并降溫。當(dāng)轉(zhuǎn)換器工作時(shí)，反激變壓器上的偏置繞組會關(guān)閉DSS，降低轉(zhuǎn)換器的功耗。較低的工作溫度使更多的電能可以提供給負(fù)載。

　　下文簡單介紹本參考設(shè)計(jì)各電源段所選擇的元器件及部分相關(guān)選擇理據(jù)。詳細(xì)的設(shè)計(jì)過程參見安森美半導(dǎo)體的《用于“能源之星”LED照明應(yīng)用的離線LED驅(qū)動器參考設(shè)計(jì)文檔套件》，網(wǎng)址是：http://www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/TND371-D.PDF。

　　1)電磁干擾(EMI)濾波器

　　開關(guān)穩(wěn)壓器從輸入源消耗脈沖電流。有關(guān)諧波含量的要求限制了電源輸入電流的高頻分量。通常濾波器由電容和電感組成，可以削弱不良信號。輸入線路上連接的電容以與輸入電壓呈90° 的異相電流導(dǎo)通，這種轉(zhuǎn)移電流通過位移輸入電壓與電流之間的相位降低了功率因數(shù)，故需要在濾波需求與維持高功率因數(shù)之間取得平衡。

　　根據(jù)電磁干擾的屬性及濾波器元件的復(fù)雜特性，電容C1和C2起始選擇了100 nF電容。選擇的差分電感L1用于提供L-C濾波器頻率，約為開關(guān)頻率的1/10。所使用的電感值是：

　　實(shí)際設(shè)計(jì)中選擇的是2.7 mH電感，這是一個標(biāo)準(zhǔn)電感值。基于這個起點(diǎn)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)來調(diào)節(jié)濾波器以符合傳導(dǎo)干擾限制。電容C2增加到了220 nF，從而提供干擾限制余量。電阻R1限制浪涌電流，并在出現(xiàn)故障時(shí)提供易熔元件。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，可能需要熔絲來滿足安全要求。注意在初級總電容較小的情況下浪涌電流較小。

　　2)初級鉗位

　　二極管D5、電容C3和電阻R2組成鉗位網(wǎng)絡(luò)，控制由反激變壓器泄漏電感造成的電壓尖峰。D5應(yīng)當(dāng)是一個快速恢復(fù)器件，額定用于應(yīng)對峰值輸入電壓及反射到變壓器初級上的輸出電壓。600 V額定電流為1 A的MURA160快速恢復(fù)二極管是D5的適宜選擇。電容C3必須吸收泄漏的能量，同時(shí)電壓只有極小的增加，1.5 nF的電容足以用于這類低功率應(yīng)用。電阻R3必須耗散泄漏的能量，但并不必須會降低能效。該電阻根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇47 kΩ。需要注意的是，該電阻和電容C3的額定電壓是125.5 V。

　　3)偏置電源

　　二極管D6對偏置繞組提供的電源整流。200 mA電流時(shí)額定電壓為100 V的MMBD914二極管是D6的適宜選擇。初級偏置由電容C4、電阻R3和電容C5來濾波。選擇的C5為2.2 µF，C4為0.1 µF，R3為1.5 kΩ。