通用LED驱动控制器的应用

恒定频率模式的参数选择及计算
一种市电220VAC供电按、恒定频率模式工作的LED驱动电路如图4所示，该电路不调光，LD端及PWMD端必须接VDD。有关参数及选择及计算如下。

1全波整流桥（或整流二极管）的选择
全波整流桥的耐压VBRI及正向电流IBRI的计算公式为
VBRI=1.5(√2 VLINEmax) （1）
IBRI=VOmax×IOmax/VINmin×η （2）
式中，VLINEmax为最大市电电压、VOmax为输出最大电压、IOmax为输出最大电流、VINmin是输入最小直流电压、η为驱动器的转换效率（η一般在0.85～0.9之间）。公式（1）中的1.5是安全系数。

例如，采用220V市电，有±10%的允差，即VLINEmax= 242VAC，VLINEmix=198VAC，则VBRI=1.5×(√2×242）=513.2V。若VOmax=40V，IOmax=350mA，VINmin=√2 198V，η=0.85，则IBRI=40V×0.35A/√2 ×198×0.85=0.06A。因此可选600V/0.5A的全桥，或选4×4007二极管组成全波整流电路。

2 滤波电容C1的计算
全波整流后的电压波形是“馒头波”，需滤波电容C1作平滑滤波，C1的计算公式为
(3)
式中，freq是市电的频率（freq=50Hz）。
若VOmax=40V，IOmax=0.35A，VLINEmix=198VAC，VINmin=×198V，η=0.85，则带入式（3）得，C1≥13.9μF。则可取10μF/400V的铝电解电容器和4.7μF/400V的铝电解电解并联。如果要求驱动器体积小，则可用1个10μF/400V，其输出纹波稍大些。

3 开关管频率的选择
开关管频率fosc与电感器的大小有关，在220V市电供电时，fosc一般取25～150kHz。确定额定频率的外接电阻RT与fosc关系为

fosc=25000/[RTkΩ+22](kHz) (4)

若fosc选100kHz，代入式（4），RT=228kΩ。

4 检测电流（IOmax）电阻RCS的计算

RCS与流过LED的电流IOmax（ILEDmax）的关系式为
RSC=0.25/(1.15×IOmax)(Ω) (5)

例如，IOmax=0.35A，则代入式（5），得RSC为0.62Ω。

5 电感器L1的计算
电感器的电感量取决于流过LED的纹波电流。若纹波电流占ILED的30%（±15%），L1的计算式为
（6）
式中，VLINEnom为输入交流市电的额定值，即VLINEnom=220VAC。
若VOmax=40V、VLINEnom= 220VAC、IOmax=0.35A、fosc= 100kHz，则L1=3.31mH，可取3.3mH。
电感的峰值电流IP为
IP=IOmax×1.15（A） (7)
则在IOmax=0.35A时，IP=0.35 ×1.15=0.4A。
在选择3.3mH电感量时，其饱和电流应大于IP×1.3。即饱和电流应大于0.4A×1.3＞1.52A。

6 选择开关管Q1及续流二极管D1
开关管为N沟通功率MOSFET,其最大的耐压VFET(VDSS)为

VFET=1.5（VLINEmax）(V) (8)
若VLINEmax=242V，则VFET为513V。

MOSFET最大的漏极电流IFET（ID）=IOmax×(A) (9)
若IOmax=0.35A，则IFET为0.247A。但在选择Q1时，其ID要选约为3倍的IFET，即选ID=1A的MOSFET。
为减小开关管Q1的损耗，应选择导通电阻RDS(ON)小（一般取RDS(ON)＜1Ω）、栅极电容Qg小的MOSFET，可提高转换效率并可减小散热片的尺寸。

图4 外部器件的选取

根据上述计算可选择STD5NM50，其主要参数为：VDSS=500V、RDS(ON)＜0.8Ω、ID=7.5A，Qg=13nC。
续流二极管D1的耐压与VFET相同，其电流IDIODE为
IDIODE=0.5×IOmax（A） (10)
可选择600V/1A的快速恢复二极管，如STTH2R06。其主要参数：VRRM=600V、IR(AV)=2A、VF=1V、trr=35ns（典型值）。