基于TI控制芯片的10W非隔離LED驅動方案

本文介紹了一款使用TI控制芯片TPS92210設計的10WLED驅動電源.TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控制功能，設計無須反饋，從而整個設計簡單，器件少，成本低。

　　近年來，LED驅動電源市場中，非隔離解決方案由于其磁性元件尺寸更小、能效更高、元件數量更少、總物料單成本更低，以及能以機械設計滿足安規等優勢，成為應用熱點。本文介紹了一款使用TI控制芯片TPS92210設計的10WLED驅動電源.使用TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控制功能，設計無須反饋，從而整個設計簡單，器件少，成本低，效率高。

　　1、電源方案介紹

　　本方案采用TPS92210控制的臨界Buck電路，設置TPS92210工作于固定峰值電流的方法，使電感電流峰值固定，因為電路工作在臨界模式，所以電感電流的平均值等于峰值電流的一半，從而達到輸出恒流的目的。

　　同時，本方案不需要額外的電路，TPS92210本身可以實現輸出過流、短路、開路等保護。所以整個方案的元件少，成本低。

　　輸入采用了填谷電路，使得整機的PF值一直在0.7以上。

　　C8，L2，C5組成pi型濾波。整機通過了傳導測試。

　　圖1：10WLED電源解決方案

　　圖2：10WLED電源實物圖　　1.1TPS92210臨界模式設置

　　TPS92210需要滿足三個條件來開始一個新的周期：

　　1)距離上一次開通的時間需要大于由Ifb電流控制的時間。

　　2)距離上一次開通的時間需要大于芯片的最高頻率所限制的時間7.5us。

　　3)Tze腳必須有由高到低的零點穿越。

　　由于需要滿足以上三個條件，設計中將FB腳通過電阻接到Vdd設置一個固定的

　　直流偏置，使TPS92210的開通完全由Tze腳的電壓零點穿越來決定，這就保證了變換器一直工作在臨界電流模式。

　　1.2電感的設計

　　根據輸入輸出要求，計算電感量。本方案中，輸入176V~264Vac，輸出40V，0.25A。由于輸入采用了填谷電路，所以輸入的電壓范圍可以計算如下：

　　根據上面計算的最小最大輸入電壓，可以計算最小、最大占空比：

　　輸出平均電流為0.25A，電流工作在臨界電流模式，電感上的平均電流就是輸出電流。可以計算得電感峰值電流、有效值電流分別為：

　　因為臨界模式的變換器，輸入電壓越高，工作頻率。綜合考慮，體積以及效率，設定最大工作頻率為100KHz。　　最大工作頻率為100KHz

　　那么電感量可以計算如下：

　　所以電感量大約為700uH。

　　根據計算得出的電感量，可以驗證最低開關頻率為：