基于PT4201控制芯片的離線式LED射燈設計方案

　　工作頻率設定：

　　PT4201的Rosc引腳為設定PWM頻率提供了方便，用一個電阻接在Rosc引腳和GND之間可以對PWM頻率進行設定(圖4)。PWM頻率與設定電阻之間的關系遵循以下關系：Fosc=6500/Rosc.FOSC單位KHz，Rosc單位Kohm.

　　圖4工作頻率設定

　　PT4201在正常工作時會周期性地改變PWM工作頻率進行頻率抖動，周期性改變的頻率把EMI傳導干擾擴展到更寬的頻譜范圍內從而降低了傳導段的EMI干擾。

　　電流采樣以及前沿消隱：

　　PT4201的CS引腳的功能之一是采樣外部MOSFET電流進行電流斜率補償；二是提供逐周期的MOSFET過流保護功能。PT4201通過采樣與功率MOSFET串聯的采樣電阻來采樣流過MOSFET的電流，流過MOSFET的電流在采樣電阻Rcs上轉換成電壓信號，CS上電壓和FB電壓共同決定了PWM脈沖占空比。

　　在PWM每個導通周期當CS引腳的電壓超過內部門限電壓時MOSFET將立即被關掉防止過流對器件的損傷。過流門限電壓與MOSFET的電流可由以下關系確定：IOC=Voc/Rcs

　　其中IOC為MOSFET電流，Voc為過流門限電壓，Rcs為采樣電阻大小。內部過流的門限值與PWM占空比大小有關，當PWM占空比為0時，過流門限值為0.80V.

　　圖5省略RC濾波器

　　由于變壓器副繞組整流電路反向恢復時間以及初級繞組寄生電容等因素影響，在每一個PWM周期開啟瞬間會在采樣電阻上產生一個持續時間很短的尖峰電壓。為此PT4201會在MOSFET開啟后屏蔽CS采樣輸入一段時間TBLK，在這段時間內，過流保護被關閉不會關掉外部MOSFET.這樣可以避免MOSFET開啟瞬間在采樣電阻上產生的電壓毛刺而造成誤動作。PT4201提供的這種功能可以省去電流采樣電路所需的RC濾波器(圖5)。　　VDD過壓保護

　　當系統發生嚴重故障時，例如對于光耦開路或者反饋開路的情況，光耦輸出電流接近零致使FB端電壓上升。FB電壓上升將會使PT4201工作在過流保護狀態，因為有多余的電流供給負載，如果超出了負載所需電流大小會使輸出電壓迅速爬升。由于輔助繞組的電壓與輸出電壓成一定的比例，輸出電壓升高引起輔助繞組電壓升高進而使VDD電壓升高，當PT4201檢測到VDD引腳電壓達到過壓保護點時會關閉PWM.當OVP被觸發時由于沒有能量供給負載及輔助繞組，VDD電壓和輸出電壓下降，當降低到OVP解除電壓時將重新開啟正常工作。這時如果故障解除則正常工作，如果故障依然存在將重新進入OVP保護狀態(圖6)。

　　圖6VDD過壓保護

　　OUT輸出驅動：

　　PT4201的OUT腳用來驅動功率MOSFET的柵極。優化設計圖騰柱形式輸出的驅動能力使驅動強度和EMI得到良好的折衷。同時，OUT的輸出高電位被限制到了18V，從而可以保護由于VDD升高可能對MOSFET造成的損傷。內部OUT和GND之間有一個電阻，可以在芯片不工作時將外部MOSFET的柵極可靠置為0電位。

　　PT4201的E273W離線式射燈設計方案

　　PT4201的E273W離線式射燈設計方案應用線路是典型的反激式的拓撲結構，采用副邊反饋(即光耦反饋)，以提高輸出電流精度。相比于原邊反饋電路電流精度+-5%，副邊反饋的電路精度在+-2%以內，成本只增加了0.3RMB，但卻給大批量生產時提供了便利。

　　圖7PT4201的E273W離線式射燈電路圖

　　3WE27的應用一般負載接3顆1W的LED，每顆LED的VF在3.4V+-0.2V左右。一般電流為300mA-350mA.工作原理如圖7所示，AC85V-265V交流電輸入，通過L1(相當于一個保險絲，抗浪涌)后接入整流橋，從整流橋出來的電壓大約為1.4XVin，電流1A左右。C1是一個濾波電容，電容值的選擇大約是負載功率的1-3倍即可，此處3W的應用采用4.7uF的電容，如選擇太小的會導致紋波大，選擇太大的空間又不允許。PT4201的VDD端一開始由R4降壓后供電，18V啟動，啟動之后就通過變壓器輔助繞組供電，電壓在9-27V之間。R1、C3和D2是一個RCD吸收回路，用來吸收Q1開關時產生的尖峰。減小R1，可以提高吸收效果，但是會導致系統效率降低，建議采用折衷的方式。PT4201的RI端所接電阻R7是用來設定開關頻率的，此處把頻率設定在65kHz.PT4201的CS端連接采樣電阻R8、R9，設置電流。變壓器是一個重要的部件，采用反激式的拓撲結構，當Q1關斷時，變壓器5、6斷導