高性能LED驱动电源，14W带有源PFC和TRIAC调光技术

14W隔离式单级PFC及TRIAC调光式LED驱动电源的总电路如图12-12所示，它属于反激式变换器。该电源的交流输入电压范围是90～265V，驱动LED灯串的电压典型值U_LED=+28V（允许变化范围是+25～+32V）。通过LED的恒定电流I_LED=500（1±5%）mA，TRIAC调光的最小电流为0.5mA，因此调光比可达1000∶1（500mA∶0.5mA）。输出功率

图12-11 6W反激式高功率因数LED恒流驱动电源的电路

图12-12 14W隔离式单级PFC及TRIAC调光式LED驱动电源的总电路

P_O=14W，功率因数λ＞0.9，电源效率η＞85%。具有LED负载开路保护、过载保护、输出短路保护、输入过电压及欠电压保护功能。

该电源使用一片LinkSwitch-PH系列中的LNK406EG。将LNK406EG配置成带PFC的隔离式TRIAC调光、连续模式变换器，不仅能减小一次侧的峰值电流及有效值电流。还能简化EMI滤波器设计，提高电源效率。

图中，压敏电阻器R_V用于吸收电网的串模浪涌电压，确保LNK406EG的漏极峰值电压低于725V。BR为2KBP06M型2A/600V整流桥。EMI滤波器由L₁～L₃、C₁、R₁、R₂以及安全电容C₁₀构成，安全电容亦称Y电容。C₁₀跨接在一次侧与二次侧之间，能滤除由一次、二次绕组间分布电容产生的噪声电压。R₁、R₂为阻尼电阻，能防止L₁、L₂和C₁形成自激振荡。C₁为线间电容器，亦称X电容。C₂采用0.1μF较小容量的电容器，可为一次侧的开关电流提供低阻抗源。为保证功率因数高于0.9，C₁和C₂的容量不宜过大。

为了给LNK406EG提供线电压的峰值信息，输入整流桥的峰值电压就通过峰值检波器（VD₁、C₃）和R₃、R₄，接LNK406EG的电压监控端（V）。流过R₃、R₄的电流就作为峰值取样电流。R₃、R₄的总阻值为4MΩ。R₆可为C₃提供放电回路，放电时间常数（τ=R₆C₃）必须大于整流桥的放电时间，以免在线电压上形成纹波。(www.xing528.com)

利用电压监测端的峰值取样电流和反馈端的输入电流，即可控制输出到LED的平均电流值。选择TRIAC相位调光模式时，在基准电压的输出端（R）与源极（S）之间接49.9kΩ的电阻R₉，并通过R₃、R₄使输入电压与输出电流保持线性关系，从而使调光范围最大。R₉还用于设定线路欠电压、过电压的阈值。

一次侧钳位电路由1.5KE200A型瞬态电压抑制器VD_Z1（TVS）、阻塞二极管VD₂（超快恢复二极管UF4007）组成，可将漏感产生的尖峰电压限制在700V以下。VD₃用来防止反向电流通过LNK406EG。

二次绕组的输出电压经过VD₆整流，再经过C₇和C₈滤波后获得直流输出电压U_LED。VD₆采用MBRS4201T3G型肖特基二极管，其额定整流电流I_d=4A，最高反向工作电压U_RM=200V。R₁₃为假负载，可限制空载时的输出电压。

反馈绕组的输出电压经过VD₇、C₉整流滤波后分成两路：一路经过VD₄和R₈给LNK406EG的旁路端（BP）提供偏置电压U_BP；另一路经过R₁₀给反馈端（FB）提供反馈电压U_FB。R₁₅为反馈电源的假负载。C₄为LNK406EG的旁路电容，改变C₄的容量，可设定不同的极限电流值。由于偏置绕组电压是与输出电压成比例的，因此通过偏置绕组电压即可监控输出电压，不需要二次侧反馈电路（含光耦合器及二次侧恒流控制环），从而大大简化了电路。电阻R₁₀的作用是将偏置电压转换为反馈电流，流入LNK406EG的反馈端（FB）。LNK406EG内部控制电路能根据反馈端电流、电压监测端电流和漏极电流的综合信息，来提供恒定的输出电流。

空载时的过电压保护电路由VD₅，C₆，R₁₂，VD_Z2，C₅，VT₁和R₁₁构成。空载时偏置电压将会升高，直至39V稳压管VD_Z2被反向击穿而导通，进而使NPN型晶体管VT₁（3904）导通，对反馈电流起到旁路作用，使反馈电流减小。当反馈电流低于20μA时，LNK406EG进入自动重启动模式，将输出关断800ms，迫使输出电压和偏置电压降低。

有源阻尼电路由R₁₆～R₂₀、VD₈、晶体管VT₂（FMMT558）、C₁₂、15V稳压管VD_Z3（ZMM5245B-7）、N沟道MOS场效应晶体管V（IRFR310，1.7A/400V）及阻尼电阻R₂₀构成的，IRFR310与R₂₀相并联。该电路类似于一个延时开关，可限制在TRIAC调光器对C₁₂充电瞬间的浪涌电流，对振铃的形成起到阻尼作用。当TRIAC刚开始导通时，利用130Ω电阻R₂₀对浪涌电流起到阻尼作用，可大大降低浪涌电流的上升率（di/dt）。随着U_I对C₁₂充电，使IRFR310的栅极电位不断升高，大约经过1ms时间，IRFR310才导通并将R₂₀短路，使R₂₀上的功耗为最低，此时IRFR310允许更大的浪涌电流通过。在TRIAC开始导通后，由R₁₆～R₁₈和C₁₂构成1ms延迟电路。晶体管VT₂的作用是在TRIAC关断时给C₁₂放电。利用稳压管VD_Z3，可将IRFR310的栅极电压钳位到15V。

无源泄放电路由无源的阻容元件R₅和C₁₁构成，其作用是使电源输入电流始终大于TRI_- AC的维持电流，以便TRIAC被触发后能够维持在导通状态。

高频变压器采用RM8型铁氧体磁心，这种磁心的中间为圆柱形，两端有棱角，在电路板上可节省大量空间，适用于低噪声的中、小功率开关电源。一次绕组采用ϕ0.23mm漆包线绕60匝，二次绕组采用ϕ0.45mm三层绝缘线绕20匝，偏置绕组用ϕ0.25mm漆包线绕20匝。一次侧电感量L_P=1.15mH（允许有±10%的误差），最大漏感量L_P0=20μH。高频变压器的谐振频率超过570kHz。