使用離線(xiàn)一次側傳感控制的【LED凈化燈】照明驅動(dòng)器

本文將向您介紹一款使用了TI離線(xiàn)一次側傳感控制器TPS92310的低功耗LED凈化燈照明驅動(dòng)器解決方案。由于使用了恒定的導通時(shí)間反激拓撲以及一次側傳感控制，該解決方案可以實(shí)現高效率以及良好的線(xiàn)壓和負載調節功能。就GU10替代LED凈化燈燈泡而言，參考設計PMP4325具有合適的小外形尺寸（30mm×18mm×10mm），其可支持常見(jiàn)的AC線(xiàn)路輸入以及3或4個(gè)LED凈化燈串聯(lián)輸出，恒定輸出電流為350mA。實(shí)驗顯示，就LED凈化燈照明而言，該解決方案具有良好的線(xiàn)壓和負載調節功能、高效率以及整體LED照明保護功能。

 1 理論操作

1.1 TPS92310控制器

對于額定功率較低的LED照明來(lái)說(shuō)，單級反激結構是一款頗具吸引力的拓撲結構。單級反激結構之所以能夠廣泛用于LED照明，其原因如下：

●電隔離減少了總體物料清單成本 (BOM)

●使用特殊控制架構（例如：恒定導通時(shí)間控制等）的高功率因數

●相比其他雙級拓撲結構，外形尺寸更小

盡管單級反激結構用于LED凈化燈照明時(shí)擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但仍然有一些問(wèn)題需要解決。這些問(wèn)題包括：

●高功率因數

●穩定的線(xiàn)壓和負載調節，實(shí)現一次側回授(PSR)

●LED凈化燈開(kāi)路或者短路保護

TI TPS92310控制器是一種單級一次側傳感AC/DC控制器，用于驅動(dòng)高亮度LED的恒定電流。它工作在零電流檢測轉換模式(TM)下。線(xiàn)壓半周期內，“導通時(shí)間”(TON)幾乎恒定不變。因此，它本身便具有功率因數校正(PFC)，因為主繞組的峰值電流，隨輸入線(xiàn)壓曲線(xiàn)變化而變化。對TON進(jìn)行調節，以便將LED電流調節至預設水平，而該水平由一個(gè)外部檢測電阻器設置。TON同時(shí)也用于反激、升壓以及降升壓轉換器的控制設計。這種轉換器工作在轉換模式下，使用固定不變的導通時(shí)間控制來(lái)達到高功率因數。另外，TON還可用于對工作在轉換模式的降壓轉換器進(jìn)行控制，其通用LED凈化燈驅動(dòng)器使用峰值電流控制。

一次側檢測不要求使用光耦合器和二次側電路，因此組件數目更少，PCB解決方案也更緊湊。另外，這種控制器還擁有逐周期電流限制、輸出短路保護、輸出過(guò)壓保護(OVP)或者開(kāi)路LED保護、短路LED保護以及熱關(guān)機保護等功能，而所有這些功能都為L(cháng)ED照明提供了保護措施。

1.2 恒定導通時(shí)間控制

在傳統升壓功率因數校正轉換器中，恒定導通時(shí)間控制的轉換模式通常用于讓輸入電流與輸入電壓保持同相，以獲得高功率因數和低總諧波失真(THD)。

對于工作在轉換模式下的單級反激拓撲結構來(lái)說(shuō)，它并非本身固有的功率因數校正，因為占空比和頻率在形狀循環(huán)期間始終會(huì )不斷變化。因此，在這種條件下，功率因數和總諧波失真都不理想。幸運的是，過(guò)濾模式下工作的單級反激拓撲使用固定（恒定）TON，仍然可以達到高功率因數和低總諧波失真。如圖1所示，平均輸入電流為一個(gè)近似正弦波，且其相位與輸入電壓相同。

 

圖1:TON和TOFF期間電流波形

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