电子机械论文离线式PFM可调光LED恒流驱动器XL5003

　　在图3中桥式整流器BD1输出端，连接小电容CinA和CinB或一个3.3μF的电解电容。DC总线电压直接加至IC的VIN引脚，同时通过2MΩ的电阻R1加至IC的VDD引脚。超快速恢复二极管DD和电容C1组成IC的自举电源。在IC内部的MOSFET导通期间，电流从IC引脚SW流出，经感测电阻RCS、电感器L1通过LED，同时对输出电容Cout充电；在IC内MOSFET关断期间，Cout放电，放电电流通过LED。通过LED的电流ILED由电阻RCS设定，其数值为：ILED≈0.22V/RCS。当选择RCS=0.68Ω时，ILED≈324mA。RCS不仅为LED提供恒流、而且还提供LED短路保护。

　　当不使用电解电容并且选择CinA=CinB=0.47μF时，在VAC=110V和VAC=200V下的输入功率Pin、功率因数PF、输出电压Vout、输出电流Iout、开关频率fsw和效率η，见表3。

　　如果用3.3μF的铝电解电容器取代CinA和CinB，测试数据见表4。

　　采用3.3μF的铝电解电容器Cin后，线路功率因数PF略有降低，其他参数指标变化并不明显。由于铝电解电容器的使用寿命远低于LED的寿命，成为目前LED灯具出现早期失效的重要原因，因此建议低功率LED驱动器尽可能不选用电解电容器作为全桥整流输出的滤波元件。

　　3.2带无源PFC和线性调光的应用电路

　　采用XL5003并带无源PFC和线性调光的3～7WLED驱动器电路如图4所示。图中，电容CinA和CinB及二极管D1A、D1B、D1C组成无源填谷式（ValleyFill）功率因数校正（PFC）电路，稳压二极管DZ1和电阻R2对LED开路提供保护，可调电阻RW用于LED的线性调光。

　　在采用传统桥式整流电解电容滤波电路时，由于只有在AC输入瞬间电压幅度高于电解电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，整流二极管的实际导通角仅约60°，即在AC电压的正半周，二极管在60°和120°之间导通，在AC电压的负半周，二极管在240°与300°之间导通，致使AC输入电流呈高幅度的尖峰脉冲，谐振含量很高，线路功率因数仅为0.5～0.6。

　　采用无源填谷式PFC电路后，在AC输入电压的正半周的30°时，IC引脚VIN上的电压VIN恰为AC峰值电压VAC（PK）的一半，即VIN=VAC（PK）·sin30°=0.5VAC（PK），此时电流通过二极管D1B对电容CinA和CinB开始充电，同时流入IC引脚VIN对负载供电。当VIN达到VAC（PK）之后，D1B截止，停止对CinA和CinB充电。在150°时，VIN=0.5VAC（PK），D1A和D1C导通，CinA和CinB放电。在此情况下，桥式整流二极管的导通角为120°（从30°到150°），比使用电解电容时增加了60°。同理，在AC线路的负半周，桥式整流二极管导通角也为120°（从210°到330°），比使用电解电容时也增加了60°，起到对AC输入电流波形的填谷作用，将线路功率因数提高到（0.85～0.90）。

　　当去掉调光电阻RW不考虑调光情况时，带无源PFC的LED驱动器测试数据见表5。

　　4结束语

　　XL5003集成了为恒流驱动LED所需要的控制电路和一个600V、0.5A的VDMOS，仅需外加少量的元器件，即可构建85～265V交流通用输入的AC/DC高效开关稳压器，用来驱动3～7W的LED串，LED电流利用一个电流感测电阻设定。基于XL5003的PFMLED恒流驱动器，支持无电解电容器解决方案和线性或PWM调光，并适于采用无源PFC电路，而且还提供软启动、电流限制以及LED开路/短路保护及芯片热关闭保护。与XL5003同系列的器件还有XL5002和XL5004等。

　　参考文献

　　[1]毛兴武等，新一代绿色照明电源LED及其应用技术[M].北京：人民邮电出版社，2008.

　　[2]毛兴武等，LED照明驱动电源与灯具设计[M].北京：北京人民邮电出版社，2011.

　　[3]SHENZHENJINRUITECHNOLOGIESCO.LTD，600V0.5ASwitchingCurrentBuckPFMLEDConstantDriverXL5003（www.Jinrul-tech.com.），2010.