基于LNK302/LNK304-306离线转换器的非隔离电源及恒流LED驱动器

引言

美国Power Integrations（PI）公司自上个世纪90年代开始，不断推出PWM控制器与功率MOSFET“二合一”系列IC，为设计输出功率直达200W的高效紧凑型低成本开关电源、AC适配器和电池充电器等，提供了一种新的解决方案。

PI公司不久前推出的LNK302/LNK304-306四种Link Switch-TN系列离线（off-line）转换器IC，是为替代360mA以下的所有线性和电容降压器（Cap dropper）型非隔离电源而专门设计的。Link Switch-TV系列IC除了用于仪器和工业控制非隔离开关型电源外，用于其设计非隔离恒流LED驱动器更是比较理想的选择。

1、LNK302/LNK304-306的结构与特点

1.1封装及内部结构

LNK302/LNK304-306采用8引脚DIP（带P后缀）和SMD封装（带G后缀），其中第6个引脚未引出，如图1所示。其中：引脚D为MOSFET漏极，并为内部提供工作电流；引脚S为MOSFET源极，同时又是参考地；引脚BP是内部6.3V电源外部旁路电容（0.1μF）连接端；引脚FB为反馈端。

图1 Link Switch-TN引脚排列

LNK302/LNK304-306架成了一个700V的功率MOSFET，振荡器、高压开关电流源、简单On/off控制电路及频率颤抖、逐周电流限制和热关闭等电路。与LNK304-306比较，LNK302不带自动重新启动电路。图2和图3所示分别为LNK302和LNK304-306的内部结构框图。

图2 LNK302的内部结构框图 图3 LNK304-306的内部结构框图

1.2 主要特点

LNK302/LNK304-306的主要特点如下：

（1）高度集成化提供最少外部元件低成本Buck变换器解决方案。

（2）启动和操作电源直接从引脚D加入，在降压（Buck）和回扫（Flyback）变换器等拓扑中，不需要偏置电源电路。

（3）适用85～265V的全球交流供电线路。

（4）振荡器开关频率固定在66KHz，产生时钟（CLOCK）和最大占空因数（DC MAX）两种信号，频率抖动（jittering）有效减小EMI（～10dB），从而可使用很小的EMI滤波器。

（5）为短路和开路保护集成了自动重新启动电路，并且集成了热关闭（门限为130℃）保护电路。

（6）在115/230V下，自供电Buck拓扑仅消耗50/80mW的无载功率，在回扫拓扑中仅消耗7/12W的无载功率，符合能效标准，满足California能源指令（CEC）及能源之量和EU规范。

（7）在85～265V的AC输入线路下，输出电流范围为63~360mA，具体如表1所列：

2、基本电路拓扑及其特点

Link Switch-TN系列IC的基本电路拓扑及其特点如表2所列：

3、应用电路实例

3.1 1.44W通用输入Buck变换器

采用LNK304的1.44W（12V/120mA输出）恒压电源电路如图4（a）所示。这种通用AC线路输出的非隔离电源可用于电饭锅、洗碟机等器具，也可用作驱动LED夜灯、电表及家用加热控制器等。RF1为可熔绕线电阻；D3、D4和C4、C5及L2组成整流滤波输入级电路；LNK304、续流二极管D1、L1及C2形成功率处理级。LNK304被设计工作在不连续导电模式（DCM），D1可以选用75ns的UF400s；若电路工作在连续导电模式（CCM），D1则应选用反向恢复时间低于35ns的超快速恢复二极管（BYV26C等）。C3上的电压通过分压器R1/R3传感，并使LNK304引脚FB上的电压为1.65V。图4（a）所示电路拓扑的印制板线路如图4（b）所示。

图4 1.44W通用输入Buck变换器拓扑及印制电路板线路

3.2 0.5W非隔离恒流LED驱动器

图5所示为0.5W非隔离恒流LED驱动器电路。该电路的AC输入电压范围为85～265V，输出12.9V/40mA，驱动3个LED串，通过每个LED串的电流约为13mA，电路的输出和输入电流波形如图6所示。

图5 0.5W非隔离恒流LED驱动器电路 图6 输出和输入电流波形

4、结束语

Link Switch-TN系列离线转换器IC集PWM控制电路和700V的高压功率MOSFET于同一芯片上，仅需用很少量的外部元件，即可组成Buck、Buck-Boost或回扫拓扑，替代360mA以下的所有线性和电容降压非隔离电源，效率可达70%。

参考文献：

[1]Power IntegratonsCom.LNK302/LNK304-306 Link SwitchR-TN Family Off-Line Switcher IC.2005(3).

[2]Power Integrations Com.Link SwitchR-TN 0.5W Non-Isolated Constant Current LED Driver.2005((9).