GU10/E27射灯驱动器的设计方案

LED照明以其节能、长寿命、环保的特点成为大家广为关注的焦点。国内许多地方已经有应用于功能性照明领域的成功案例。室内照明最普遍的灯具就是E27、GU10等高压直接输入AC 220V的LED射灯。E27、GU10 LED射灯需要AC-DC的LED恒流源，才能驱动高亮度大功率LED光源发光。

图2-4 3W LED电压、电流关系曲线

本节介绍的是一款高效的LED驱动器，在输入电压范围AC 90～265V内提供12V输出电压、0.3A输出电流的驱动。LED驱动器采用了Power Integrations公司的LinkSwitch-Ⅱ系列IC中的LNK605DG器件。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平均温度在所有条件下均处于安全范围内。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％，启动时间短，低于5ms，从而实现瞬时开启性能，使用寿命长，可靠性高。LED驱动器电路原理图如图2-5所示。

图2-5 LED驱动器电路原理图

1.LNK605DG电路原理图描述

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，提供一次侧调节的恒压和恒流输出。

（1）输入滤波

AC输入供电由桥式整流器UR1进行整流。整流后的直流电由大容量电容C1和C2进行滤波。电感L1、C1和C2组成一个π形滤波器，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，使得本设计在无须使用Y电容的情况下能够满足EMI标准EN55015B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。

（2）LinkSwitch-Ⅱ一次

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700V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T1一次绕组的一端。U1中集成的700V功率MOSFET驱动变压器一次绕组的另一侧。D1、R3、R4和C3组成RCD-R钳位电路，对漏感引起的漏极电压尖峰进行限制。

二极管D2、C5和R10产生一次偏置电源。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50mW以下。

（3）输出整流

变压器的二次绕组由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。

2.LED驱动器电路原理图BOM表

LED驱动器电路原理图BOM表见表2-1。

表2-1 LED驱动器电路原理图BOM表(www.xing528.com)

（续）

3.变压器参数

变压器的原理图与结构图如图2-6所示。

图2-6 变压器的原理图与结构图

变压器的电气规格见表2-2。

表2-2 变压器的电气规格

变压器的材料与变压器构造见表2-3和表2-4。

表2-3 变压器的材料

表2-4 变压器构造

电路板尺寸为24.31mm（L）×16.50mm（W）×13.50mm（H）。装配后的电路板如图2-7所示。

铜散热片和保险电阻安装示意图如图2-8所示。

变压器装配示意图如图2-9所示。