一款18W無源PFC的LED照明驅動電源設計方案

設計特色

1、非常高的效率：82%

2、元件數量少：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

電路原理圖

圖1.帶無源PFC的LED燈驅動電源原理圖

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開關周期進行穩壓。當負載電流達到電流設置閾值時，U1驅動U3導通。U3內的光三極管從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規定的總諧波失真（THD）要求。

U2的頻率抖動功能、T1內的屏蔽繞組和橫跨T1的Y電容（C8）一起減小傳導EMI的產生，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。

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