新型低成本、高能效LED驱动器的构建及应用
2010-12-17 17:00:22
来源：《半导体器件应用》2010年7月刊
0 前言
用于家庭、商场、办公室、标志、公共场所和路灯的电力大约占全球电力消耗的20%。这样高的消耗，无怪令全球消费者、企业以及政府都在寻求替代传统照明的高效节能方法。都极大的支持照明工业的节能发展趋势，即根据可用自然光调节照明度的日光采集技术，可提供一系列LED绿色照明的调光技术已成为热点，例如管型荧光灯方案(HF TL)、节能灯方案(CFL)、高压气体放电灯方案(HID)和固态照明方案（SSL，也称LED照明），可为商场、办公室等提供日常照明。
当今其LED绿色照明己普遍应用于MRll、MRl6、水底灯、洗墙灯、泛光灯、应急灯、萨坪灯、路灯、隧道灯、警灯、台灯、轿车顶灯、公交车顶灯、医用LED灯等各个领域。图1为LED绿色照明例举示意。
LED绿色照明的基本理念可从以下3点作说明。
其一是LED高节能：节能能源无污染即为环保。其二是LED长寿命：LED光源被称为长寿灯。其三是LED利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。这是所有用户与制造商必须具备的新理念。然而，对于工程师来说更重要的是，如何能够从技术上保证LED绿色照明的实现，这其中很关键的是高效率LED驱动器IC设计，以确保节能灯质量、性能和功能的突破。
为此，本文将从应用技术的角度对高能效、低成本、非隔离350mA、12V LED驱动器与14W高效率LED驱动器电源及用于LED照明的高效恒流降压式转换器等典型方案来分析LED绿色照明高效率驱动器的构建及应用。
1 高能效、低成本、非隔离LED驱动器
1.1 基本特征
该高能效、低成本、非隔离350mA、12V LED驱动器应用了精确的初级侧恒压／恒流控制器(CV/CC)，省去了光耦器和所有次级侧恒压／恒流控制电路，故无需电流检测电阻，即可达到最高效率、使用元件少、低成本的解决方案（16个元件）。具有自动重启动用于输出短路和开环保护，以极高能效在整个输入电压范围内满载效率均可大于80%。在265VAC输入情况下，空载功耗<200mW，轻松满足EN55015 CISPR-22 B级EMI标准，可满足能源之星对于固态照明(SSL)产品的要求绿色封装（无卤素和符RoHS）。它采用抽头电感非隔离降压转换器结构。
1.2 应用方案
图2为使用Link Switch-II器件LNK605DG，构建通用输入12V，350mA恒压／恒流LED驱动器电源的电路图，采用抽头电感非隔离降压转换器结构。
(1) LNK605DG芯片的应用
图2中的集成电路U1内含功率开关器件(700V MOSFET)、振荡器、高度集成的CC/CV控制引擎以及启动和保护功能。MOSFET能够为包含输入浪涌在内的通用输入AC应用提供充足的电压裕量。二极管D3、D4、D5和D6对AC输入进行整流，然后大容量电容C4和C5对经整流的AC进行滤波。电感L1与C4和C5一起组成一个π形滤波器，对差模传导EMI噪声进行衰减。这种设计能够轻松满足EN55015 B级传导EMI要求，且裕量为10dB。可熔防火电阻RF1提供严重故障保护。
U1内的开关导通后，电流将增大并流经负载和电感。电容C1对负载电流进行滤波，这样省去了开关元件。二极管D1因反向偏置而无法导通。电流继续增大，直至达到U1的电流限流点。一旦电流达到该限流点，开关将关断。开关关断后，贮存在电感(T1)中的能量会产生电流并流入输出部分：（引脚8 -引脚7）。输出绕组中的电流以4.6的因数（圈数比）突增，从输出绕组流经续流二极管D1，最后流到负载。由于漏感（电感两个部分之间）值比较小，因此无需使用箝位电路来限制峰值漏极电压。通常这会耗散漏感能量，但在本设计中，电感绕组内的电容量和MOSFET电感量（在每个开关周期放电）是充足的。
LED由恒流驱动，因此U1在正常工作期间以恒流模式工作。在恒流模式下，开关频率根据输出电压（在引脚5和6检测）进行调节，以保持负载电流恒定。恒压特性可以在任何LED发生开路故障或负载断开时自动提供输出过压保护。
这是仅需要12个外围元件的非隔离式典型实用高能效、低成本、非隔离12V LED驱动器方案。
(2)应用方案中采用抽头电感非隔离降压转换器结构
抽头降压拓扑结构非常适合设计输入电压与输出电压比值较高的转换器：它可以对输出提供电流倍增，从而能够在要求输出电流是器件流限的两倍多的应用中使用这种新的降压拓扑结构。
采用这种拓扑结构的转换器与隔离反激式转换器相比，其PCB尺寸更小、电感磁芯尺寸更小、效率更高（最差负载条件下为80%）。由于产生的共模噪声更少，因此可简化EMI滤波设计。这种拓扑结构通常需要在初级侧使用一个箝位电路。不过，由于U1中集成了700V MOSFET，可以省去箝位电路。
(3)变压器参数与设计要点
磁芯材料PC44，间隙为86.3nH的铝/吨2；骨架水平，8引脚，EE10。
绕组主电感：97T，34 AWG；抽头电感：27T，27 AWG；反馈：27T，33 AWG。
绕组顺序：主电感(4-1)，抽头电感T(8-7)，反馈 (6-5)。
总电感量1.32mH，±10%；谐振频率1.1MHz（最低）；漏感 N/A。
选择T1的圈数比(4.6)，确保本电路在低输入电压(85 VAC)条件下以非连续模式(DCM)进行工作，D1的导通时间至少为4.5μs。反馈电阻R1和R2应具有1%的容差值，有助于将额定输出电压和恒流调节阈值严格控制在中心位置。RF1用作保险丝，确保其额定值能够在电源首次与AC连接时耐受瞬态耗散，使用绕线式电阻或超大号电阻。假负载电阻R4在故障条件下（如负载断开）维持输出电压。
1.3 应用方案中的抽头电感非隔离降压转换器结构
(1)关于适合非隔离式设计的抽头电感降压拓扑结构特征
抽头电感的拓扑结构如图3所示。
与常规的降压转换器相比，抽头降压拓扑结构非常适合高输入输出电压比(Vin/Vout)的非隔离式LED驱动器；开关电流较小，导通损耗极小；使用了低压肖特基二极管，比600V超快速二极管的导通损耗更小。
图3中Is=ILED.N2/N1
(2) 抽头降压式电路与反激式电路比较
用EEl0电感器替换EEl6变压器；无箝位设计，可节省两个电容、一个电阻和一个二极管；将输入电容从(10+4.7)μF减小到(4.7+4.7)μF；简化了EML滤波器设计，只需一个470μH电感器，后者需要两个1000μH电感器和2个10kΩ电阻；省去了输出二极管缓冲电路；将外部分立元件数从27个减至15个；满载时的效率从76％提升至81％。
1.4 仅需要12个外围元件的非隔离式典型实用高能效、低成本、非隔离12V LED驱动器在应用上的优势。
高效率驱动器有助于LED的推广应用，在功率低于5W的LED灯的整个使用寿命内，可节省5美元的能源成本，低功率设计方案的初级控制可消除电流检测中产生的功耗，非隔离式LED驱动器仅需12个元件，经优化的开关频率可减少输出二极管及变压器中的功耗，其10W驱动器实现90％的效率，且具有高输出电压，LED必须串联，而不是并联，LLC电路能使高功率设计方案实现92％的效率。
2 14W高效率LED驱动器电源
2.1 基本特征
工作环境温度高(75℃)，极高能效符合EU CoC/CEC 2008/能源之星2.0要求，带载模式效率高（可达86%，要求为79.6%），在265 VAC输入时的空载输入功率<250mW，要求为300mW。迟滞过热关断保护，负载断开保护，满足EN55015B传导EMI限制，EMI裕量>8dBμV。
2.2 应用方案
图 4为应用TNY279GN构建的适用于高环境温度的14 W LED驱动器电源电路图。
图4所示为一个典型的20V、14W恒压(CV)、恒流(CI)输出的电源电路。LED阵列的输出量与所流经的电流量成正比。因此，LED驱动器应具有恒流输出，而不是恒压输出。在本设计中，DC输出未与AC输入隔离，因而，LED阵列和外壳应与用户安全地隔离开来。
图4是适用于高环境温度应用的14W LED驱动器电源电路图，使用TNY279GN设计AC输入由BR1、C1和C2进行整流和滤波。电感L1与C1和C2一起构成一个π形滤波器，并提供EMI滤波。保险丝F1在发生严重故障时提供保护。
为使电源在空载下正常工作而不受损坏，使用齐纳二极管VR2进行恒压调整并使电压保持在约21V。通过检测电流检测电阻R7上的压降来实现恒流特性。并联稳压器IC U3与R9、R8和R8A一起在运算放大器U2的反向输入端生成0.07V的精确电压参考。达到设定电流时，R7上的电压将超过参考电压，这样会使运算放大器的输出增大。此时会正向偏置D4，驱动Q1的基极，进而将电流从U1的EN/UV引脚拉出。电容C7和电阻R11提供环路补偿。使用运算放大器的限流方式使电流采样电压最小化，从而降低了损耗，使效率最高。只要EN/UV引脚拉出的电流超过115μA，U1中的MOSFET都会以逐周期的方式被禁止（开／关控制）。通过调整使能与禁止开关周期的比例，反馈环路可以调节输出电压或电流。开／关控制方式同时优化了不同负载情况下的转换器效率，使之符合能效标准。
由于环境温度高，U1将在降低的电流限流点模式下进行工作。这样可以提高电源的整体效率并改善其散热性能。初级箝位（D1、VR1、C3及R3）将最大峰值漏极电压控制在内部MOSFET的700 V BVDSS击穿电压之下。电阻R23减小高频漏感振荡，从而降低EMI。次级侧的输出通过二极管D2、D3和C6进行整流和滤波。
2.3 元器件应用要点
D1要选择快速二极管而不能选择超快二极管，通过恢复部分漏感能量来提高效率。电容C3用于改善EMI性能。选择电阻R10，用于在最低输出电压为6V时向U3提供1mA的供电电流。U1的可选电流限流点允许对电流限流点和器件大小进行优化选择，以适应环境温度。例如，为了降低耗散，可以通过将C3从1μF更改为0.1μF，在相同设计中使用TNY280GN器件。或者，在散热性能较高的环境中，可以通过将C3从1μF更改为10μF来使用TNY278GN器件。电源在LED灯串电压介于6V至20V之间时均可正确工作。但由于输出电流恒定不变，灯串电压越低，输出功率就越低。
3 使用填谷式电流修整电路的低成本可调光LED镇流器
3.1 基本特征
能符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求(9/12/07)。为了高效率、满载条件下高于85%，可通过三端双向可控硅开关实现调光，具有恒流源具有过压保护和具有多项保护功能，以及迟滞过热关断保护，又有自动重启动功能提供输出短路保护。
3.2 应用方案
图5为使用填峰电路来改善功率系数的9W LED驱动器电路图。
图5的9W LED驱动器电路可以提供恒流输出，最大输出电压为70 VDC时最高输出功率达到9W，非常适合驱动LED。使用被动填谷式功率因数校正(PFC)电路可使电源的功率因数大于0.92，这完全符合能源之星SSL对商业应用的要求。经过精心设计，电源还能满足EN55015B EMI要求。电源保险丝F1在发生严重故障时为电源提供保护。电容C6和C10提供差模滤波。EMI在电感L1和L2以及电阻R15和R16共同作用下得以降低。
全波整流由二极管D5-D8来实现。二极管D2、D3和D4以及电容C1和C2共同形成填谷电路，并提供功率因数校正。填谷电路在一定程度上对输入电流进行修整，可以改善功率因数。电容C1和C2以串联的方式充电，以并联的方式放电。由于二极管D2的存在，只要输入AC电压高于C1和C2上的电压(VAC/2)，线电流便会流入负载。一旦线电压降到VACPEAK/2以下，二极管D3和D4就会被正向偏置，这样使C1和C2开始并联放电。因此，输入电流的导通角可连续从30°升至150°，从210°升至330°。这样可以极大地改善系统的THD（总谐波失真）和功率因数。电阻R1有助于平滑输入电流尖峰，还可以通过限制流入电容C1和C2的电流来改善功率因数。电容C8则有助于改善EMI性能。电感L3是降压-升压式转换器中的能量存储元件。二极管D1是超快恢复型二极管，它会在U1中的MOSFET关断期间导通，并将L3的能量传输到输出电容C3。二极管VR1、VR2和电阻R14能够在空载条件下将输出电压箝位到大约80 V。
(1) LNK306PN芯片应用
LNK306PN器件采用了开/关控制方法。如果馈入U1的FB引脚的电流超过49μA，MOSFET开关将被禁止。进入器件的下一个内部时钟周期后，会对FB引脚电流进行采样，如果电流低于49μA阈值，MOSFET开关将再次使能。对输出的调节是通过使能和禁止（跳过）开关周期来完成的。电阻R11是电流检测电阻，它用来在输入功率为9W时提供130mA电流。R11上的电压被施加在光耦合器U2A的二极管与增益设定电阻R10之间。此反馈信号通过晶体管U2B和电阻R12被施加到U1的FB引脚。电阻R13是输出的泄放电阻，当用户无法调整输出时，可以将其去除。
(2)反馈方式进行调光
所采用的反馈方式还允许从标准相位控制调光器单元进行调光。二极管D10将线电压与大容量电容隔离，这样可以获得导通角信息。电阻R7、R8和R9形成分压器网络。R7上的电压被电容C7平均分配。线电压因使用调光器而降低，电容C7上的电压随之下降，进而降低Q1基极上的电压。一旦Q1的基极电压降到5.1V以下，Q1将会导通，将电流推入FB引脚，抑制开关，从而可降低平均负载电流和完成调光。电阻R4加载AC检测节点后可加快Q1的导通和关断时间。通过这种方法，上述线电压反馈电路可以实现输出LED的调光。
3.3 电感参数
磁芯材料：TDK PC40EE19-Z；骨架：EE19垂直，10-引脚Yih-Hwa YW-047；初级电感量 2.2mH，±12%。
3.4 元器件选择要点
电容C8不应过大，否则会降低功率因数；所选的二极管D1的额定电压应大于最大DC总线电压（允许25%降额）；电阻R13是泄放电阻，用于在电源关断期间对C3放电；C1和C2的值应相等。
4 结语
上述是用新型芯片所构建的高效率LED绿色照明驱动器的几种典例，这些高效率LED驱动器在各个领域均具有独特优势，即有更高的集成度成就了更小的尺寸；更高的电源转换效率、更快的启动时间，这些特性对启动阶段和稳定状态有更好控制，为使用寿命超越1万小时创造了可能，使其所构建的LED绿色照明灯具具有更好的质量与更强的功能。
用于家庭、商场、办公室、标志、公共场所和路灯的电力大约占全球电力消耗的20%。这样高的消耗，无怪令全球消费者、企业以及政府都在寻求替代传统照明的高效节能方法。都极大的支持照明工业的节能发展趋势，即根据可用自然光调节照明度的日光采集技术，可提供一系列LED绿色照明的调光技术已成为热点，例如管型荧光灯方案(HF TL)、节能灯方案(CFL)、高压气体放电灯方案(HID)和固态照明方案（SSL，也称LED照明），可为商场、办公室等提供日常照明。
当今其LED绿色照明己普遍应用于MRll、MRl6、水底灯、洗墙灯、泛光灯、应急灯、萨坪灯、路灯、隧道灯、警灯、台灯、轿车顶灯、公交车顶灯、医用LED灯等各个领域。图1为LED绿色照明例举示意。
LED绿色照明的基本理念可从以下3点作说明。
其一是LED高节能：节能能源无污染即为环保。其二是LED长寿命：LED光源被称为长寿灯。其三是LED利环保：LED是一种绿色光源，环保效益更佳。这是所有用户与制造商必须具备的新理念。然而，对于工程师来说更重要的是，如何能够从技术上保证LED绿色照明的实现，这其中很关键的是高效率LED驱动器IC设计，以确保节能灯质量、性能和功能的突破。
为此，本文将从应用技术的角度对高能效、低成本、非隔离350mA、12V LED驱动器与14W高效率LED驱动器电源及用于LED照明的高效恒流降压式转换器等典型方案来分析LED绿色照明高效率驱动器的构建及应用。
1 高能效、低成本、非隔离LED驱动器
1.1 基本特征
该高能效、低成本、非隔离350mA、12V LED驱动器应用了精确的初级侧恒压／恒流控制器(CV/CC)，省去了光耦器和所有次级侧恒压／恒流控制电路，故无需电流检测电阻，即可达到最高效率、使用元件少、低成本的解决方案（16个元件）。具有自动重启动用于输出短路和开环保护，以极高能效在整个输入电压范围内满载效率均可大于80%。在265VAC输入情况下，空载功耗<200mW，轻松满足EN55015 CISPR-22 B级EMI标准，可满足能源之星对于固态照明(SSL)产品的要求绿色封装（无卤素和符RoHS）。它采用抽头电感非隔离降压转换器结构。
1.2 应用方案
图2为使用
(1) LNK605DG芯片的应用
图2中的集成电路U1内含功率开关器件(700V MOSFET)、振荡器、高度集成的CC/CV控制引擎以及启动和保护功能。MOSFET能够为包含输入浪涌在内的通用输入AC应用提供充足的电压裕量。二极管D3、D4、D5和D6对AC输入进行整流，然后大容量电容C4和C5对经整流的AC进行滤波。电感L1与C4和C5一起组成一个π形滤波器，对差模传导EMI噪声进行衰减。这种设计能够轻松满足EN55015 B级传导EMI要求，且裕量为10dB。可熔防火电阻RF1提供严重故障保护。
U1内的开关导通后，电流将增大并流经负载和电感。电容C1对负载电流进行滤波，这样省去了开关元件。二极管D1因反向偏置而无法导通。电流继续增大，直至达到U1的电流限流点。一旦电流达到该限流点，开关将关断。开关关断后，贮存在电感(T1)中的能量会产生电流并流入输出部分：（引脚8 -引脚7）。输出绕组中的电流以4.6的因数（圈数比）突增，从输出绕组流经续流二极管D1，最后流到负载。由于漏感（电感两个部分之间）值比较小，因此无需使用箝位电路来限制峰值漏极电压。通常这会耗散漏感能量，但在本设计中，电感绕组内的电容量和MOSFET电感量（在每个开关周期放电）是充足的。
LED由恒流驱动，因此U1在正常工作期间以恒流模式工作。在恒流模式下，开关频率根据输出电压（在引脚5和6检测）进行调节，以保持负载电流恒定。恒压特性可以在任何LED发生开路故障或负载断开时自动提供输出过压保护。
这是仅需要12个外围元件的非隔离式典型实用高能效、低成本、非隔离12V LED驱动器方案。
(2)应用方案中采用抽头电感非隔离降压转换器结构
抽头降压拓扑结构非常适合设计输入电压与输出电压比值较高的转换器：它可以对输出提供电流倍增，从而能够在要求输出电流是器件流限的两倍多的应用中使用这种新的降压拓扑结构。
采用这种拓扑结构的转换器与隔离反激式转换器相比，其PCB尺寸更小、电感磁芯尺寸更小、效率更高（最差负载条件下为80%）。由于产生的共模噪声更少，因此可简化EMI滤波设计。这种拓扑结构通常需要在初级侧使用一个箝位电路。不过，由于U1中集成了700V MOSFET，可以省去箝位电路。
(3)变压器参数与设计要点
磁芯材料PC44，间隙为86.3nH的铝/吨2；骨架水平，8引脚，EE10。
绕组主电感：97T，34 AWG；抽头电感：27T，27 AWG；反馈：27T，33 AWG。
绕组顺序：主电感(4-1)，抽头电感T(8-7)，反馈 (6-5)。
总电感量1.32mH，±10%；谐振频率1.1MHz（最低）；漏感 N/A。
选择T1的圈数比(4.6)，确保本电路在低输入电压(85 VAC)条件下以非连续模式(DCM)进行工作，D1的导通时间至少为4.5μs。反馈电阻R1和R2应具有1%的容差值，有助于将额定输出电压和恒流调节阈值严格控制在中心位置。RF1用作保险丝，确保其额定值能够在电源首次与AC连接时耐受瞬态耗散，使用绕线式电阻或超大号电阻。假负载电阻R4在故障条件下（如负载断开）维持输出电压。
1.3 应用方案中的抽头电感非隔离降压转换器结构
(1)关于适合非隔离式设计的抽头电感降压拓扑结构特征
抽头电感的拓扑结构如图3所示。
与常规的降压转换器相比，抽头降压拓扑结构非常适合高输入输出电压比(Vin/Vout)的非隔离式LED驱动器；开关电流较小，导通损耗极小；使用了低压肖特基二极管，比600V超快速二极管的导通损耗更小。
图3中Is=ILED.N2/N1
(2) 抽头降压式电路与反激式电路比较
用EEl0电感器替换EEl6变压器；无箝位设计，可节省两个电容、一个电阻和一个二极管；将输入电容从(10+4.7)μF减小到(4.7+4.7)μF；简化了EML滤波器设计，只需一个470μH电感器，后者需要两个1000μH电感器和2个10kΩ电阻；省去了输出二极管缓冲电路；将外部分立元件数从27个减至15个；满载时的效率从76％提升至81％。
1.4 仅需要12个外围元件的非隔离式典型实用高能效、低成本、非隔离12V LED驱动器在应用上的优势。
高效率驱动器有助于LED的推广应用，在功率低于5W的LED灯的整个使用寿命内，可节省5美元的能源成本，低功率设计方案的初级控制可消除电流检测中产生的功耗，非隔离式LED驱动器仅需12个元件，经优化的开关频率可减少输出二极管及变压器中的功耗，其10W驱动器实现90％的效率，且具有高输出电压，LED必须串联，而不是并联，LLC电路能使高功率设计方案实现92％的效率。
2 14W高效率LED驱动器电源
2.1 基本特征
工作环境温度高(75℃)，极高能效符合EU CoC/CEC 2008/能源之星2.0要求，带载模式效率高（可达86%，要求为79.6%），在265 VAC输入时的空载输入功率<250mW，要求为300mW。迟滞过热关断保护，负载断开保护，满足EN55015B传导EMI限制，EMI裕量>8dBμV。
2.2 应用方案
图 4为应用TNY279GN构建的适用于高环境温度的14 W LED驱动器电源电路图。
图4所示为一个典型的20V、14W恒压(CV)、恒流(CI)输出的电源电路。LED阵列的输出量与所流经的电流量成正比。因此，LED驱动器应具有恒流输出，而不是恒压输出。在本设计中，DC输出未与AC输入隔离，因而，LED阵列和外壳应与用户安全地隔离开来。
图4是适用于高环境温度应用的14W LED驱动器电源电路图，使用TNY279GN设计AC输入由BR1、C1和C2进行整流和滤波。电感L1与C1和C2一起构成一个π形滤波器，并提供EMI滤波。保险丝F1在发生严重故障时提供保护。
为使电源在空载下正常工作而不受损坏，使用齐纳二极管VR2进行恒压调整并使电压保持在约21V。通过检测电流检测电阻R7上的压降来实现恒流特性。并联稳压器IC U3与R9、R8和R8A一起在运算放大器U2的反向输入端生成0.07V的精确电压参考。达到设定电流时，R7上的电压将超过参考电压，这样会使运算放大器的输出增大。此时会正向偏置D4，驱动Q1的基极，进而将电流从U1的EN/UV引脚拉出。电容C7和电阻R11提供环路补偿。使用运算放大器的限流方式使电流采样电压最小化，从而降低了损耗，使效率最高。只要EN/UV引脚拉出的电流超过115μA，U1中的MOSFET都会以逐周期的方式被禁止（开／关控制）。通过调整使能与禁止开关周期的比例，反馈环路可以调节输出电压或电流。开／关控制方式同时优化了不同负载情况下的转换器效率，使之符合能效标准。
由于环境温度高，U1将在降低的电流限流点模式下进行工作。这样可以提高电源的整体效率并改善其散热性能。初级箝位（D1、VR1、C3及R3）将最大峰值漏极电压控制在内部MOSFET的700 V BVDSS击穿电压之下。电阻R23减小高频漏感振荡，从而降低EMI。次级侧的输出通过二极管D2、D3和C6进行整流和滤波。
2.3 元器件应用要点
D1要选择快速二极管而不能选择超快二极管，通过恢复部分漏感能量来提高效率。电容C3用于改善EMI性能。选择电阻R10，用于在最低输出电压为6V时向U3提供1mA的供电电流。U1的可选电流限流点允许对电流限流点和器件大小进行优化选择，以适应环境温度。例如，为了降低耗散，可以通过将C3从1μF更改为0.1μF，在相同设计中使用TNY280GN器件。或者，在散热性能较高的环境中，可以通过将C3从1μF更改为10μF来使用TNY278GN器件。电源在LED灯串电压介于6V至20V之间时均可正确工作。但由于输出电流恒定不变，灯串电压越低，输出功率就越低。
3 使用填谷式电流修整电路的低成本可调光LED镇流器
3.1 基本特征
能符合能源之星SSL功率因数大于0.9的要求(9/12/07)。为了高效率、满载条件下高于85%，可通过三端双向可控硅开关实现调光，具有恒流源具有过压保护和具有多项保护功能，以及迟滞过热关断保护，又有自动重启动功能提供输出短路保护。
3.2 应用方案
图5为使用填峰电路来改善功率系数的9W LED驱动器电路图。
图5的9W LED驱动器电路可以提供恒流输出，最大输出电压为70 VDC时最高输出功率达到9W，非常适合驱动LED。使用被动填谷式功率因数校正(PFC)电路可使电源的功率因数大于0.92，这完全符合能源之星SSL对商业应用的要求。经过精心设计，电源还能满足EN55015B EMI要求。电源保险丝F1在发生严重故障时为电源提供保护。电容C6和C10提供差模滤波。EMI在电感L1和L2以及电阻R15和R16共同作用下得以降低。
全波整流由二极管D5-D8来实现。二极管D2、D3和D4以及电容C1和C2共同形成填谷电路，并提供功率因数校正。填谷电路在一定程度上对输入电流进行修整，可以改善功率因数。电容C1和C2以串联的方式充电，以并联的方式放电。由于二极管D2的存在，只要输入AC电压高于C1和C2上的电压(VAC/2)，线电流便会流入负载。一旦线电压降到VACPEAK/2以下，二极管D3和D4就会被正向偏置，这样使C1和C2开始并联放电。因此，输入电流的导通角可连续从30°升至150°，从210°升至330°。这样可以极大地改善系统的THD（总谐波失真）和功率因数。电阻R1有助于平滑输入电流尖峰，还可以通过限制流入电容C1和C2的电流来改善功率因数。电容C8则有助于改善EMI性能。电感L3是降压-升压式转换器中的能量存储元件。二极管D1是超快恢复型二极管，它会在U1中的MOSFET关断期间导通，并将L3的能量传输到输出电容C3。二极管VR1、VR2和电阻R14能够在空载条件下将输出电压箝位到大约80 V。
(1) LNK306PN芯片应用
LNK306PN器件采用了开/关控制方法。如果馈入U1的FB引脚的电流超过49μA，MOSFET开关将被禁止。进入器件的下一个内部时钟周期后，会对FB引脚电流进行采样，如果电流低于49μA阈值，MOSFET开关将再次使能。对输出的调节是通过使能和禁止（跳过）开关周期来完成的。电阻R11是电流检测电阻，它用来在输入功率为9W时提供130mA电流。R11上的电压被施加在光耦合器U2A的二极管与增益设定电阻R10之间。此反馈信号通过晶体管U2B和电阻R12被施加到U1的FB引脚。电阻R13是输出的泄放电阻，当用户无法调整输出时，可以将其去除。
(2)反馈方式进行调光
所采用的反馈方式还允许从标准相位控制调光器单元进行调光。二极管D10将线电压与大容量电容隔离，这样可以获得导通角信息。电阻R7、R8和R9形成分压器网络。R7上的电压被电容C7平均分配。线电压因使用调光器而降低，电容C7上的电压随之下降，进而降低Q1基极上的电压。一旦Q1的基极电压降到5.1V以下，Q1将会导通，将电流推入FB引脚，抑制开关，从而可降低平均负载电流和完成调光。电阻R4加载AC检测节点后可加快Q1的导通和关断时间。通过这种方法，上述线电压反馈电路可以实现输出LED的调光。
3.3 电感参数
磁芯材料：TDK PC40EE19-Z；骨架：EE19垂直，10-引脚Yih-Hwa YW-047；初级电感量 2.2mH，±12%。
3.4 元器件选择要点
电容C8不应过大，否则会降低功率因数；所选的二极管D1的额定电压应大于最大DC总线电压（允许25%降额）；电阻R13是泄放电阻，用于在电源关断期间对C3放电；C1和C2的值应相等。
4 结语
上述是用新型芯片所构建的高效率LED绿色照明驱动器的几种典例，这些高效率LED驱动器在各个领域均具有独特优势，即有更高的集成度成就了更小的尺寸；更高的电源转换效率、更快的启动时间，这些特性对启动阶段和稳定状态有更好控制，为使用寿命超越1万小时创造了可能，使其所构建的LED绿色照明灯具具有更好的质量与更强的功能。
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