高效率3.6W隔离式LED驱动器设计

　　一、概述

　　本文介绍的是一款高效的LED驱动器，它可以在90 VAC至265 VAC的输入电压范围内提供12 V输出电压、0.3 A输出电流的驱动。该LED驱动器采用了Power Integrations的LinkSwitch-II系列IC中的LNK605DG器件。

　　该器件所使用的拓扑结构是运行于非连续导通模式下的隔离反激。输出电流控制完全从初级侧检测，因此无需使用次级反馈元件。在初级侧也无需检测外部电流，而是在IC内部进行，从而进一步减少了元件和损耗。

　　LNK605DG也可提供各种复杂的保护功能，包括环路开环或输出短路条件下自动重新启动。精确的迟滞热关断可确保PCB板平均温度在所有条件下均处于安全范围内。

　　在LED照明应用中，终端客户可以体验到驱动器的多种性能属性，包括启动时间和不同驱动器之间的一致性。在此设计中，LNK605DG器件可以确保不同驱动器之间的一致性，其输出恒流容差低于±10%，启动时间快速，低于5 ms，从而实现瞬时开启性能，使用寿命长，可靠性高。

　　二、电路原理图

　　三、电路分析

　　LinkSwitch-II器件由集成控制器以及700V功率MOSFET构成，用于LED驱动器或充电器应用。　　　　　　　　　　LinkSwitch-II配置为应用于单级非连续导通模式反激式拓扑结构，提供初级侧调节的恒压和恒流输出。

　　3.1 输入滤波

　　AC输入供电由桥式整流器BR1进行整流。整流后的DC由大容量电容C1和C2进行滤波。电感L1、C1和C2组成一个π型滤波器，对差模传导EMI噪声进行衰减。这种配置与PowerIntegrations变压器的E-shield™技术相结合，使得本设计在无需使用Y电容的情况下能够满足EMI标准EN55015 B级要求，并具有较大的裕量。变压器构造也能够实现很好的EMI可重复性。保险电阻RF1在电源出现故障时提供保护。此电阻通常需要选择绕线式电阻，以在初次连接到AC而输入电容充电时能够承受住瞬间功率耗散。

　　3.2 LinkSwitch-II初级

　　LNK605DG器件(U1)集成了功率开关器件、振荡器、CC/CV控制引擎、启动以及保护功能。集成的700 V功率MOSFET可在通用输入AC应用中提供充足的电压裕量。该器件在启动期间通过退耦电容C4从旁路引脚获得供电。经整流和滤波的输入电压加在T1初级绕组的一端。U1中集成的700 V功率MOSFET驱动变压器初级绕组的另一侧。D1、R3、R4和C3组成RCD-R箝位电路，对漏感引起的漏极电压尖峰进行限制。二极管D2、C5和R10产生初级偏置电源。此电压从变压器偏置绕组产生，通过D2和R10向旁路引脚供应偏置电流。LNK605DG的偏置供电是可选的。如果电路结构为使用偏置电源供电（与此设计相同），空载功耗将降低到50 mW以下。

　　3.3 输出整流

　　变压器的次级绕组由D3进行整流；选择肖特基势垒二极管以提高效率，并由C7进行滤波。在此应用中，C7使用的是陶瓷电容，由于其工作环境温度较高，因此工作寿命比电解电容更长。电阻R1和C6用来衰减高频振铃，降低二极管电压应力。

　　四、印刷电路板布局

印刷电路板布局（设计适应GU10灯内部的紧凑空间）

　　五、装配效果图

装配后的电路板图片

GU10灯座内部装配后的驱动器