無須反饋!一款簡單高效的LED驅動電源設計
發布時間:2013-12-10 責任編輯:eliane
【導讀】非隔離LED驅動電源方案具有尺寸小,能效高,成本低等諸多優勢,成為應用熱點。本文介紹的一款10W 非隔離LED驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)設(she)計(ji)方(fang)案(an),該(gai)設(she)計(ji)無(wu)須(xu)反(fan)饋(kui),從(cong)而(er)整(zheng)個(ge)設(she)計(ji)簡(jian)單(dan),器(qi)件(jian)少(shao),成(cheng)本(ben)低(di),效(xiao)率(lv)高(gao)。文(wen)中(zhong)還(hai)詳(xiang)細(xi)介(jie)紹(shao)了(le)電(dian)感(gan)的(de)計(ji)算(suan)和(he)設(she)計(ji)方(fang)法(fa),並(bing)進(jin)行(xing)了(le)驗(yan)證(zheng),保(bao)證(zheng)了(le)該(gai)方(fang)案(an)的(de)可(ke)行(xing)性(xing)。
LED驅動電源市場中,非隔離解決方案由於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控製芯片TPS92210設計的10W LED驅動電源。使用TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控製功能,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控製的臨界Buck電路,設置TPS92210工gong作zuo於yu固gu定ding峰feng值zhi電dian流liu的de方fang法fa,使shi電dian感gan電dian流liu峰feng值zhi固gu定ding,因yin為wei電dian路lu工gong作zuo在zai臨lin界jie模mo式shi,所suo以yi電dian感gan電dian流liu的de平ping均jun值zhi等deng於yu峰feng值zhi電dian流liu的de一yi半ban,從cong而er達da到dao輸shu出chu恒heng流liu的de目mu的de。
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。
輸入采用了填穀電路,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
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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於由Ifb電流控製的時間。
2)距離上一次開通的時間需要大於芯片的最高頻率所限製的時間7.5us。
3)Tze腳必須有由高到低的零點穿越。
由於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。由於輸入采用了填穀電路,所以輸入的電壓範圍可以計算如下:

根據上麵計算的最小最大輸入電壓,可以計算最小、最大占空比:

電感需要大約67匝。根據之前計算的電流RMS值,和設定的電流密度j,選擇AWG30來繞製電感。選用1股AWG30作為繞組。
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2、測試結果
根據以上分析和設計,製作了樣機並驗證其性能,實驗結果如下。

短路保護


開路保護
3、結論
本文分析設計了使用TPS92210控製的臨界模式buck變換器。分析了TPS92210臨界模式的可行性以及設置方式。詳細介紹了電感的計算和設計方法。最後製作了樣機驗證了分析和計算的正確。保證了TPS92210用於非隔離恒流LED驅動電源的可行性。
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