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LED电源开发实例.pdf

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LinkSwitchTM-PH LNK417EG (≥90%)(>0.9) 15 WLED 90 VAC – 265 VAC输入;30 V,500 mA输出 LED驱动器 应用工程部 DER-284 2011年7月8日 1.0  无电解电容  干净的单向启动 – 无输出闪烁  快速启动(<100 ms) – 无可见延迟  极高能效 o 在115 VAC和230 VAC输入下均≥90%  元件数量少、印刷电路板占用面积小的低成本解决方案 o 无需电流检测 o 采用频率抖动技术,使用尺寸更小、成本更低的EMI滤波元件  集成的保护及可靠性能 o 输出开路/输出短路保护,带自动恢复功能 o 输入过压关断可扩展输入故障时的电压耐受范围。 o 更大迟滞的自动恢复热关断可同时保护元件和印刷电路板 o 在电压缓慢升高和降落期间不会造成损坏  满足IEC 61000-4-5振铃波、IEC 61000-3-2 C级谐波和EN55015 B传导EMI要求 专利信息 此处介绍的产品和应用(包括产品之外的变压器结构和电路)可能包含一项或多项美国及国外专利,或正在申请的美国或国外专利。 有关Power Integrations专利的完整列表,请参见www.powerint.com。Power Integrations按照在中所述 规定,向客户授予特定专利权利的许可。 Power Integrations 5245 Hellyer Avenue, San Jose, CA 95138 USA. 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com
2011年7月8日 7  8  DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 1  2  3  4  5  6  简介.........................................................................................................................4  装配后的电路板.......................................................................................................5  电源规格 .................................................................................................................6  电路原理图..............................................................................................................7  PCB布局 .................................................................................................................8  说明.......................................................................................................................10  6.1  输入滤波 ............................................................................................................10  6.2  LinkSwitch-PH初级............................................................................................10  6.3  偏置电源和输出过压检测 ...................................................................................10  6.4  输出反馈 ............................................................................................................10  6.5  输出整流和滤波 .................................................................................................11  6.6  实现更高效率的设计考量 ...................................................................................11  物料清单(BOM).....................................................................................................12  变压器规格............................................................................................................13  8.1  电气原理图 ........................................................................................................13  8.2  电气规格 ............................................................................................................13  8.3  材料 ...................................................................................................................13  8.4  变压器结构图.....................................................................................................14  8.5  变压器构造 ........................................................................................................14  9  变压器设计表格.....................................................................................................15  10  性能数据 ...............................................................................................................18  10.1  效率相对于输入和输出(LED灯串)电压的变化................................................18  10.1.1  27 V............................................................................................................18  10.1.2  30 V............................................................................................................18  10.1.3  33 V............................................................................................................18  10.2  效率图................................................................................................................19  10.3  调节 ...................................................................................................................20  10.3.1  线电压调整 .................................................................................................20  11  热性能 ...................................................................................................................22  11.1  VIN = 115 VAC ...................................................................................................22  11.2  VIN = 230 VAC ...................................................................................................22  12  谐波电流,PF和THD数据 .....................................................................................23  12.1  谐波电流 ............................................................................................................23  12.2  PF和THD数据....................................................................................................24  13  波形.......................................................................................................................25  13.1  输入线电压和电流..............................................................................................25  13.2  漏极电压和电流 .................................................................................................25  13.3  输出电压和纹波电流 ..........................................................................................26  13.4  输出整流管电压和电流.......................................................................................27  Power Integrations, Inc. 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com 第2页(共36页)
2011年7月8日 DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 13.5  输出电压和电流启动特征 ...................................................................................27  13.6  输出短路时的输出电流和漏极电压 .....................................................................28  13.7  输出短路时的输出电流和输出电压 .....................................................................28  13.8  开路负载输出电压 ..............................................................................................29  14  输入浪涌................................................................................................................30  15  传导EMI.................................................................................................................31  16  版本历史................................................................................................................35  虽然本电路板的设计满足安全隔离要求,但工程原型尚未获得机构认证。因此,必须使用隔离变 压器向原型板提供AC输入,以执行所有测试。 第3页(共36页) Power Integrations 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com
DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 2011年7月8日 1 本文档介绍的是一款隔离式、带功率因数校正的、极高效率LED驱动器,它可以为30 V LED 灯串提供500 mA(额定)的电流驱动。输入电压范围为90 VAC到265 VAC。 该LED驱动器采用了LinkSwitch-PH系列IC中的LNK417EG器件。该器件集成了控制器和 725 V MOSFET,可大幅降低设计的复杂性和元件数量。 本设计的主要目标是实现最高效率和省去电解电容。二者均为提高LED驱动器寿命和可靠 性的关键因素,可使本解决方案适用于工业及商业应用。 本文档包含LED驱动器规格、电路原理图、物料清单、变压器规格文件和典型性能特征。 Power Integrations, Inc. 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com 第4页(共36页)
DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 2011年7月8日 2 1 – 装配后的电路板图片(顶视图)。3.115”(长)x 1.525”(宽) 2 – 装配后的电路板图片(底视图) 第5页(共36页) Power Integrations 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com
DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 2011年7月8日 3 下表所列为设计的最低可接受性能。实际性能可参考测量结果部分。 电压 频率 输出电压 输出电流 连续输出功率 满载 传导EMI 安全 振铃波(100 kHz) 差模(L1-L2) 共模(L1-L2) 功率因数 VIN fLINE VOUT IOUT POUT (115) (230) 90 47 27 90 91 115 50/60 30 0.50 15 265 64 33 VAC Hz V A W % 符合CISPR 15B / EN55015B 其设计符合IEC950 / UL1950 II类要求 2.5 0.9 kV 谐波 环境温度a 注释: a 在LinkSwitch-PH器件上添加一个小散热片可使电源工作于更高的环境温度。 EN 61000-3-2 Class C TAMB 40 oC 双导线 – 无P.E. 在POUT、 25 oC、115 VAC条件下 测得 在POUT、 25 oC、230 VAC条件下 测得 IEC 61000-4-5,200 A 在VOUT(TYP)、IOUT(TYP) 和115/230 VAC条件下测得 在PIN ≤25 W条件下,Class C限值 与Class D限值相同。 自然对流,海平面 Power Integrations, Inc. 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com 第6页(共36页)
DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 2011年7月8日 4 3 – 电路原理图 第7页(共36页) Power Integrations 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com
DER-284:使用LNK417EG设计的15 W无电解电容LED驱动器 2011年7月8日 5 PCB 4 – 顶部布局 Power Integrations, Inc. 电话:+1 408 414 9200 传真:+1 408 414 9201 www.powerint.com 第8页(共36页)
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