15W LED日光燈恒流驅動方案設計

　　一、總體設計

　　FT870B是一款PWM控制型的高效的恒流型LED驅動IC，能在15~500V的輸入電壓下正常工作，固定25K的工作頻率，最大能驅動1A的輸出電流，恒流精度達到±5%，并且支持PWM調光功能。

　　15W應用電路圖及基本原理：

　　基本工作原理為：當開關管導通時，主電流回路為 AC IN-F1-B1-LED-L1-Q1-R4-L2-B1-AC IN，此時AC給LED供電，并使電感L1存儲能量；當開關管關斷時，主電流回路為L1-D4-LED-L1，此時電感L1釋放能量，保持LED的輸出。由于開關管導通時，流過LED的電流同時也流過R4，所以通過檢測R4上的電壓來檢測流過LED的電流，從而達到恒流的目的。

　　電路中，C2，C3，D1，D2，D3為PFC校正電路，主要提高輸入的功率因數。

　　L2，D5，C7構成輔助供電回路，從而關斷HV腳的供電，減小損耗，提高效率。

　　二、元器件參數選擇

　　輸出LED規格為3.2V，20mA，共240顆

　　連接方式為8個LED串聯為一路，共30路

　　外圍應用參數如下：

　　V max，ac=265V，V min，ac=90V，f=50HZ（交流輸入頻率）

　　V o，max=25.6V， I o，max=498mA

　　P o，max= V o，max×I o，max=12.75W

　　η=85%， PF=0.85，fu=25khz（芯片工作頻率）

　　P in，max= P o，max /η=15W

　　1.保險管F1

　　（1） 額定電壓Vrating

　　額定電壓Vrating需要大于V max，ac，即大于265V.

　　（2） 額定電流I rating

　　由于Vin×Iin×PF×η=PO ，所以

　　選擇保險管額定電流時要保留0.5的系數，所以保險管的額定電流

　　（3） 熔化熱能值I2t

　　與浪涌電流產生的能量有關。表征當大電流流過保險管時，保險管熔斷的特性。I2t要大于浪涌電流產生的能量，使啟動的時候不會錯誤地把保險管熔斷。

　　（4） 額定溫度

　　實際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　（5） 使用壽命

　　實際工作電流大于I rating或者實際工作溫度超出額定溫度范圍，F1的壽命將會明顯縮短。

　　■ 所以選擇V rating大于265V， I rating大于0.392A的保險管。

　　2.安規電容C1

　　（1） 額定電壓V rating

　　額定電壓V rating需要大于輸入交流電壓V max，ac，即額定電壓大于265V.

　　（2） 電容容值C

　　一般取0.1uF.

　　（3） 電容類型

　　選擇安規電容。

　　（4） 絕緣等級

　　絕緣等級一般選擇X2，即耐壓小于或等于2.5KV.

　　（5） 額定溫度

　　實際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇0.1uF/275VAC絕緣等級為X2的安規電容，主要抑制差模干擾。

　　3.整流橋B1

　　（1） 整流橋承受的最大反向耐壓VRRM

　　（2） 額定電流I rating

　　整流橋的額定電流與保險管的額定電流相同，選擇大于0.392A的額定電流即可。

　　（3） 整流橋正向導通壓降VF

　　與效率有關。VF越小，消耗的導通功耗就越小，效率越高。

　　（4） 額定溫度

　　實際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇VRRM大于562V，Irating大于0.392A，VF盡量小的整流橋。

　　4.二極管D1，D2，D3

　　（1） 最大反向耐壓VRRM

　　（2） 額定電流I rating

　　由于開機時導通電流都要留過D2，所以二極管的額定電流與保險管一樣，選擇大于0.392A的額定電流。

　　（3） 反向恢復時間trr

　　由于輸入電壓是低頻，所以trr的大小對電路沒什么影響，可以不考慮。

　　（4） 額定溫度

　　實際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　■ 所以選擇VRRM大于225V，I rating大于0.392A的二極管。

　　5.電解電容C2，C3

　　（1） 電容耐壓Vdss

　　電容的耐壓與二極管D1，D3的反向耐壓相同，也是大于225V;

　　（2） 電容容量C

　　選擇合適的電容，使電容在充放電的過程中能夠保證后級電路所需要的能量。要保證系統的正常工作，電容上的最小電壓應該為最大輸出電壓的兩倍以上，所以整流后最小直流電壓：

　　輸入電容應能夠保證在最小的輸入電壓下，為后級電路提供足夠的能量，所以電容

　　由于上面的計算取的放電時間為1/4f（其中f為輸入交流電壓的頻率），實際放電時間并沒有這么長，所以電容的容值可以取小些，實測中發現47uF/250V的電容即可滿足要求。

　　（3） 電容類型

　　由于用到的電容容量較大，一般使用鋁電解電容。

　　（4） 等效串聯阻抗ESR

　　ESR越小，損耗越小。

　　（5） 額定溫度

　　實際工作溫度不能超出額定溫度范圍。

　　（6） 體積

　　實際應用中會受到體積的限制，而電解電容體積較大，所以要注意體積是否能滿足要求。

　　（7） 使用壽命

　　由于一般LED使用的壽命比電解電容的壽命長，所以盡量選擇壽命長的電解電容。

　　■ 所以選擇耐壓大于或等于250V，電容值大于或等于47uF，低ESR值，壽命長的電解電容。

　　6.高壓啟動限流電阻R5

　　為了防止啟動時大電流沖擊燒壞HV腳，建議R5取封裝為0805的22K的貼片電阻。

　　7. 濾波電容C4，C5，C8

　　C4，C5，C8主要起高頻濾波作用，建議選擇封裝為0805的1nF的貼片電容。

　　8.濾波電容C6

　　C6主要起濾除尖峰和諧波補償作用，建議選擇封裝為0805的100pF的貼片電容。