基于LNK302/LNK304-306離線轉換器的非隔離電源及恒流LED驅動器

引言

美國Power Integrations（PI）公司自上個世紀90年代開始，不斷推出PWM控制器與功率MOSFET“二合一”系列IC，為設計輸出功率直達200W的高效緊湊型低成本開關電源、AC適配器和電池充電器等，提供了一種新的解決方案。

PI公司不久前推出的LNK302/LNK304-306四種Link Switch-TN系列離線（off-line）轉換器IC，是為替代360mA以下的所有線性和電容降壓器（Cap dropper）型非隔離電源而專門設計的。Link Switch-TV系列IC除了用于儀器和工業控制非隔離開關型電源外，用于其設計非隔離恒流LED驅動器更是比較理想的選擇。

1、LNK302/LNK304-306的結構與特點

1.1 封裝及內部結構

LNK302/LNK304-306采用8引腳DIP（帶P后綴）和SMD封裝（帶G后綴），其中第6個引腳未引出，如圖1所示。其中：引腳D為MOSFET漏極，并為內部提供工作電流；引腳S為MOSFET源極，同時又是參考地；引腳BP是內部6.3V電源外部旁路電容（0.1μF）連接端；引腳FB為反饋端。

圖1 Link Switch-TN引腳排列

LNK302/LNK304-306架成了一個700V的功率MOSFET，振蕩器、高壓開關電流源、簡單On/off控制電路及頻率顫抖、逐周電流限制和熱關閉等電路。與LNK304-306比較，LNK302不帶自動重新啟動電路。圖2和圖3所示分別為LNK302和LNK304-306的內部結構框圖。

圖2 LNK302的內部結構框圖 圖3 LNK304-306的內部結構框圖

1.2 主要特點

LNK302/LNK304-306的主要特點如下：

（1）高度集成化提供最少外部元件低成本Buck變換器解決方案。

（2）啟動和操作電源直接從引腳D加入，在降壓（Buck）和回掃（Flyback）變換器等拓撲中，不需要偏置電源電路。

（3）適用85～265V的全球交流供電線路。

（4）振蕩器開關頻率固定在66KHz，產生時鐘（CLOCK）和最大占空因數（DC MAX）兩種信號，頻率抖動（jittering）有效減小EMI（～10dB），從而可使用很小的EMI濾波器。

（5）為短路和開路保護集成了自動重新啟動電路，并且集成了熱關閉（門限為130℃）保護電路。

（6）在115/230V下，自供電Buck拓撲僅消耗50/80mW的無載功率，在回掃拓撲中僅消耗7/12W的無載功率，符合能效標準，滿足California能源指令（CEC）及能源之量和EU規范。

（7）在85～265V的AC輸入線路下，輸出電流范圍為63~360mA，具體如表1所列：

2、基本電路拓撲及其特點

Link Switch-TN系列IC的基本電路拓撲及其特點如表2所列：

3、應用電路實例

3.1 1.44W通用輸入Buck變換器

采用LNK304的1.44W（12V/120mA輸出）恒壓電源電路如圖4（a）所示。這種通用AC線路輸出的非隔離電源可用于電飯鍋、洗碟機等器具，也可用作驅動LED夜燈、電表及家用加熱控制器等。RF1為可熔繞線電阻；D3、D4和C4、C5及L2組成整流濾波輸入級電路；LNK304、續流二極管D1、L1及C2形成功率處理級。LNK304被設計工作在不連續導電模式（DCM），D1可以選用75ns的UF400s；若電路工作在連續導電模式（CCM），D1則應選用反向恢復時間低于35ns的超快速恢復二極管（BYV26C等）。C3上的電壓通過分壓器R1/R3傳感，并使LNK304引腳FB上的電壓為1.65V。圖4（a）所示電路拓撲的印制板線路如圖4（b）所示。

圖4 1.44W通用輸入Buck變換器拓撲及印制電路板線路

3.2 0.5W非隔離恒流LED驅動器

圖5所示為0.5W非隔離恒流LED驅動器電路。該電路的AC輸入電壓范圍為85～265V，輸出12.9V/40mA，驅動3個LED串，通過每個LED串的電流約為13mA，電路的輸出和輸入電流波形如圖6所示。

圖5 0.5W非隔離恒流LED驅動器電路 圖6 輸出和輸入電流波形

4、結束語

Link Switch-TN系列離線轉換器IC集PWM控制電路和700V的高壓功率MOSFET于同一芯片上，僅需用很少量的外部元件，即可組成Buck、Buck-Boost或回掃拓撲，替代360mA以下的所有線性和電容降壓非隔離電源，效率可達70%。

參考文獻：

[1]Power IntegratonsCom.LNK302/LNK304-306 Link SwitchR-TN Family Off-Line Switcher IC.2005(3).

[2]Power Integrations Com.Link SwitchR-TN 0.5W Non-Isolated Constant Current LED Driver.2005((9).