MAX16841工作原理及特点分析

4.10.1.1 MAX16841的特点

MAX16841是一款用于离线式LED相控调光的驱动控制器，工作效率高。可用于AC100V、AC120V、AC220V和AC230V交流市电输入相控调光LED驱动应用场合，可以在100%～0%范围内平滑调光输出，并提供有源PFC控制功能。使用灵活，既可用于隔离变换输出（例如Flyback变换）应用场合、也可用于非隔离变换输出（例如Buck变换）应用场合。无需光耦合器就可以提供精确的输出恒流控制。

MAX16841采用恒频控制技术，可以工作于宽交流输入市电供电电压范围（AC90～264V）的LED相控调光驱动应用场合。电路可以不采用电解电容，这样可以提高LED灯的工作寿命，这时通过LED负载的电流波形和交流市电频率整流输出的两倍频脉动直流电压波形（单向正弦）相同^[81]。

MAX16841具有热关断、限电流、LED负载开路和V_CC供电欠电压锁定保护等保护控制功能。工作温度范围为-40～125℃。

1.MAX16841的主要技术特性

（1）热关断保护；

（2）8引脚SO封装；

（3）静态工作电流很低；

（4）输出开路和短路保护；

（5）具有有源PFC控制功能；

（6）无需光耦合器就可以实现电路的恒功率输出控制；

（7）可用于前沿相控（晶闸管）和后沿相控调光应用场合；

（8）适用于宽交流输入市电供电（AC90～264V）范围应用场合；

（9）适用于隔离（例如Flyback变换）和非隔离（例如Buck变换）变换输出应用场合；

（10）恒频控制可以确保驱动电路在宽交流输入市电供电电压变化范围内的高工作效率。

MAX16841外形封装图如图4-253所示，引脚功能如表4-39所示。

图4-253 外形封装图

表4-39 引脚功能

2.MAX16841内部工作原理框图

MAX16841内部工作原理框图如图4-254所示。

4.10.1.2 MAX16841的工作原理

MAX16841工作于恒频平均电流工作模式来控制通过功率MOSFET管的电流，同时，通过内部的峰值电流比较器可以在功率MOSFET管开关瞬态和电路过载的工作条件下限制通过功率MOSFET管的峰值电流，内部峰值电流比较器的阈值电压为2.2V。

通过内部的有源PFC电路完成PFC控制功能，稳定有源PFC电路的直流输出电压，在低交流输入市电供电电压（AC100～120V）应用场合，电路工作于CCM工作模式，从而可以获得高的工作效率。而在高的交流输入市电供电电压（AC220～240V）应用场合，电路工作于DCM工作模式。

当TH引脚电压大于1.24V阈值电压时，电路开始开关工作。在Buck变换工作条件下，V_TH下降阈值电压的设定应确保Buck变换电路的直流输入供电电压大于LED负载串的最大正向工作电压。在Buck-Boost变换或Flyback变换应用场合，V_TH阈值电压可以设定的低些。

MAX16841利用电流检测技术来稳定LED负载的工作电流，MAX16841的开关工作频率可以通过接于NDRV引脚与地之间的外接电阻来设定，开关工作频率设定范围为50～300kHz。(www.xing528.com)

MAX16841的外接功率MOSFET管栅极驱动输出和灌入电流能力高达1A，可以驱动外接高压功率MOSFET管，功率开关电路输出功率高达25W。

图4-254 内部工作原理框图

MAX16841内含平均电流工作模式控制电路来调节输入电流，控制环路调节平均CS引脚信号至由REFI引脚电压决定的信号电平，控制环路参数与连接于CS引脚和GND引脚的电流检测电阻（R_CS）、跨导电流误差放大器、在开关工作频率下的2.4V振荡斜波电压、跨导放大器同相端控制电压和PWM比较器的有关参数有关。

MAX16841具有以下主要保护控制功能。

1.输出过电压保护

这个保护控制功能可以在Flyback变换器的输出LED负载开路时提供保护控制功能，IN引脚被连接到了Flyback变压器的辅助绕组，在LED负载开路情况下，IN引脚电压上升，一旦IN引脚电压达到22.5V（典型值），中断NDRV引脚的输出，当IN引脚电压下降了2V时，NDRV引脚信号恢复输出。

2.短路保护

在输出短路故障工作条件下，随输入电压上升电感电流也上升，由于这时通过电感的电流大于正常工作电流，所以，CS引脚电压也高于正常值，一旦CS引脚电压大于2.7V（典型值）的打嗝阈值电压，内部打嗝电路开始工作，如果CS引脚电压大于2.7V（典型值）三次，电路开关工作停止1s的时间。

3.热保护

当MAX16841内部的结温超过+160℃时，MAX16841进入热关断工作模式，在热关断工作模式下，NDRV引脚输出信号中断，一旦MAX16841内部的结温下降+20℃时（到+140℃），MAX16841恢复工作。

4.10.1.3 MAX16841有关应用

采用MAX16841的Flyback变换LED驱动电路工作原理图如图4-255所示，采用MAX16841的Buck变换LED驱动电路工作原理图如图4-256所示，采用MAX16841的Buck Boost变换LED驱动电路工作原理图如图4-257所示^[82]。

图4-255 Flyback变换LED驱动电路工作原理图

图4-256 Buck变换LED驱动电路工作原理图

图4-257 Buck-Boost变换LED驱动电路工作原理图

4.10.1.4 PCB布局需考虑的因素

仔细布局PCB对降低电路的开关损耗，使电路稳定工作很重要，对开关电路功率地的布局要注意，开关电路功率地的布局面积要大，这有利于降低电路噪声。下面的有关建议对降低电路噪声会有帮助。

1）对发热元器件应有散热措施；

2）对大电流回路布局应远离对噪声敏感的模拟小信号电路；

3）在功率开关电路元件（例如输入滤波电容、输出滤波电容、电感、功率MOSFET管、整流二极管和电流检测电阻）的下面布局功率地，使MAX16841的GND和功率开关的地尽可能的接近，功率地引线应尽可能的粗短。

4）有两个功率环路可以通过高频开关电流，一个是功率MOSFET管导通时形成的环路（由输入滤波电容的正极到输出滤波电容、电感、功率MOSFET管、电流检测电阻到输入滤波电容的负极），另一个环路是当功率MOSFET管关断时形成的回路（例如由输出滤波电容的负极、电感、整流二极管到输出滤波电容的正极形成的回路）。应使这两个环路构成的环路面积尽可能的小，这样可以有一个低感抗的开关电流通路。降低环路面积也有利于降低电路的开关辐射。