离线式LED灯对LED驱动器IC要求

　　为了满足离线式照明的要求(例如高功率因数、高效率、隔离和TRIAC调光器兼容性)，以前的LED驱动器采用很多外部分立式组件，结果形成了又大又复杂的解决方案。凌力尔特的LT3799集成了离线式LED照明需要的所有功能，解决了这些复杂性、空间和性能问题。LT3799是一款具有源功率因数校正的隔离反激式LED控制器，专门为在90VAC至265VAC的通用输入范围驱动LED而设计。该器件以关键导通(边界)模式控制一个隔离反激式转换器，适用于需要4W至超过100W或更高LED功率的LED应用。其新颖的电流检测电路无需使用光耦合器，就能向副端提供良好调节的输出电流。其独特的泄能电路使得LED驱动器可与TRIAC调光器相兼容，而无需增设额外的组件。LED开路和短路保护确保长期可靠性。

　　图2 具有源功率因数校正的LT3799的VIN和IIN波形

　　图1显示了一个完整的LED驱动器解决方案，其效率高达86%。LT3799从主端开关电流波形检测输出电流。就一个以边界模式工作的反激式转换器而言，输出电流方程式为：

　　IPK是峰值开关电流，N是主端至副端匝数比，D是占空比。该IC通过一种新颖的反馈控制电路调节峰值开关电流和占空比以此调节输出电流。与需要知道输入功率和输出电压信息的其他主端检测方法不同，这种新型电路提供好得多的输出电流调节，因为准确度几乎不受变压器绕组电阻、开关RDS(ON)、输出二极管正向压降和LED电缆压降的影响。

　　图3 MOSFET栅极信号和VIN

　　大功率因数、低谐波

　　通过使线路电流跟随施加的正弦波电压，LT3799实现了高功率因数，并且满足了IEC 61000-3-2 C类照明设备谐波要求。如果所吸取的电流与输入电压成正比，就能实现等于1的功率因数。LT3799用一个从输入电压产生的、与输入电压成比例的电压调制峰值开关电流。如在图2中能看到的那样，这种方法提供0.98或更高的功率因数。一个小带宽反馈环路保持对输出电流的调节，而且不会使输入电流失真。

　　可与TRIAC调光器兼容

　　当TRIAC调光器处于断开状态时，它不是彻底断开的。有相当大的泄漏电流通过其内部滤波器流到LED驱动器。这个电流给LED驱动器的输入电容器充电，从而导致LED随机开关和闪烁。以前的解决方案增加一个泄能电路，该电路包括一个大而昂贵的高压MOSFET。LT3799将变压器主端绕组和主开关用作泄能电路，因此无需这类MOSFET或其他任何额外的组件。如图3所示，当TRIAC断开时，MOSFET栅极信号为高，且MOSFET接通，从而泄放掉漏电电流，并保持输入电压为0V。TRIAC一旦接通，MOSFET就无缝地变回正常的供电器件。

　　LED电流调节

　　此外，LT3799在整个输入电压、输出电压和温度范围内提供LED电流调节。见图4，可以看到，正如大多数美国照明应用所要求的那样，当输入从90VAC变到150VAC时，LED电流保持在±5%的调节范围内。LT3799采用一个独特的电流检测电路取代了光耦合器，以向副端提供良好调节的电流。这不仅降低了成本，还改善了可靠性。

　　LED开路和短路保护

　　通过变压器的第三个绕组持续监视LED电压。当主开关断开时，第三个绕组的电压与输出电压成正比，输出二极管传导电流。一旦过压或LED开路，主开关就断开，CT引脚的电容器开始放电。然后该电路进入打嗝模式。在LED短路情况下，VIN引脚电压降至低于UVLO门限之前，该IC以最低频率运行，因为第三个绕组不能给该IC提供足够的功率。然后该IC进入启动排序状态。

　　CTRL引脚和模拟调光

　　LT3799的输出可以通过多个CTRL引脚调节。例如，输出电流可以跟随一个加到任意CTRL引脚的DC控制电压，以实现模拟调光。过热保护和线路过压保护功能也可以利用这些CTRL引脚轻松地实现。

　　紧凑和具成本效益的解决方案

　　图4 LT3799 LED电流调节与VIN(AC)

　　LT3799运用具有整个LED驱动电路(包括EMI滤波器)的单级设计，仅需要40个外部组件，可使解决方案布局简单、占板面积紧凑并具有成本效益。图1中20W电路的总尺寸仅为30mm×75mm，厚度仅为30mm，非常适用于多种LED应用。通过改变几个外部组件，这个电路就可以进一步为120VAC、240VAC甚至377VAC应用或几乎任何常见的AC输入而优化。

　　结论

　　面向通用照明应用的离线供电LED不断促进对高性能和具成本效益的LED驱动器IC解决方案的需求。这类LED驱动器必须具有电气隔离、高效率、PFC>0.90和TRIAC调光功能。此外，它们还必须提供良好调节的LED电流，以保持一致的亮度，而不管输入电压或LED正向电压如何变化，同时它们必须提供各种保护功能以提高系统的可靠性。向LED照明过渡的经济性也要求LED驱动器电路必须非常具成本效益。幸运的是，现在已经有这类LED驱动器了。