15W LED日光灯恒流驱动方案设计
防止VCC电压过高烧坏芯片,建议D6取0.5W,12V的稳压管。
10.电解电容C7
(1) 电容耐压Vdss
由于有12V的稳压管D6,所以电容耐压大于或等于16V即可。
(2) 电容容量C
定量计算比较困难,实测中发现电容容量取4.7uF可以满足要求。
(3) 电容类型
由于用到的电容量较大,一般使用铝电解电容。
(4) 等效串联阻抗ESR
ESR越小,损耗越小。
(5) 额定温度
实际工作温度不能超出额定温度范围。
(6) 体积
由于电容C7的容量小耐压低,所以体积基本可以不考虑。
(7) 使用寿命
由于一般LED使用的寿命比电解电容的寿命长,所以尽量选择寿命长的电解电容。
■ 所以选择耐压大于或等于16V,电容值大于或等于4.7uF,寿命长的电解电容。
11.电感L1
(1) 电感量L1
当电路工作在电流连续模式和电流非连续模式之间的临界模式时, ΔI=2I o,max,此时电感可以按照下面的公式计算:
这是临界模式时的电感取值,为保证电路工作在电流连续模式,电感取值要大于上面计算得到的值,电感取值越大输出电流的纹波越小。
(2) 电感饱和电流IL
由上式可以看出电感量越大,电感的饱和电流越小。
(3) 电感线径R
以截面积1mm2的铜线过5A电流计算,则电感线的截面积为LI/5,所以电感的线径为
(3) 电感体积
受到空间的限制,在保证电感量和电感饱和电流的情况下,电感体积越小越好,如果一个电感体积太大,可以考虑用2个电感串联。
■ 所以选择电感量大于0.96mH,并且饱和电流大于IL的电感。
12.续流二极管D4
(1) 最大反向耐压VRRM
当mos管导通时,二极管D4承受的反向耐压为
所以选取反向耐压为600V.
(2) 额定电流Irating
mos管关断后,D4给电感L1提供续流回路,所以通过D4的电流不会超过电感L1饱和电流IL.
(3) 反向恢复时间trr
由于电路工作的频率较高,所以需要反向恢复时间小的超快恢复肖特基,以防止误触发,建议选用trr小于或等于75ns的超快恢复肖特基。
(4) 正向导通压降VF
正向导通压降VF越小,效率越高,尽可能选择正向导通压降小的超快恢复肖特基。
■所以选择反向耐压为600V,额定电流为1A,反向恢复时间小于或等于75ns的超快恢复肖特基。
13.输出电容C9
输出电容的作用是减小LED电流的波动,越大越好,但由于体积的限制,建议选择容值为0.47uF到1uF之间耐压400V为的CBB电容。
14.mos管Q1
(1) mos管耐压VDSS
mos管的最大耐压为交流整流后的电压最大值,留50%的裕量,选取耐压值为
(2) mos管的额定电流IFET
流过mos管的电流取决于最大占空比,本系统最大占空比为50%,所以留过mos管的额定电流为
mos管的额定电流为工作电流3倍时,损耗较小,所以选取mos管的额定电流IFET≥1A.
(3) mos管开启电压Vth
要保证Vth小于芯片的驱动电压,即Vth11V,由于一般高压mos管的Vth为3~5V,所以这个参数不需要过多考虑。
(4) mos管导通电阻Rdson
mos管的导通电阻Rdson越小,mos管的损耗就越小。
(5) 额定温度
实际工作温度不能超出其额定温度的范围。
■ 所以选择耐压为600V,额定电流大于或等于1A,Rdson较小的mos管。
15.CS取样电阻R4,R7,R8
(1) R4,R7,R8的阻值
设R7,R8串联后再与R4并联的电阻为RCS,输出的电流波动范围为0.3,
则:
选取合适的R4,R7和R8,保证调节R8可以得到需要的输出电流Io,且无论怎样调节R8,Io都不会太大以至于损坏期间。
(2) 电阻类型
RCS上承受的功率为P=I2O×RCS=0.11W ,所以R4,R7采用0805封装的贴片电阻,为了调节R8时输出电流不会变化太快,所以选择R8为精密可调电阻。
16.续流电感L2和续流二极管D5
加L2和D5的主要目的是为了给芯片VCC供电,从而关断芯片HV脚的供电,减小损耗。工作原理为:当mos管导通时,电感L2储能,电容C7给芯片供电,当mos管关断时,L2给芯片VCC供电,并给电容C7充电。
选择L2的原则是使芯片VCC的供电电压保持在11~12V之间,建议选择电感量为18uH,饱和电流与L1相同的电感。选择续流二极管D5时,为了防止误触发,建议选用恢复时间小于75ns的超快恢复肖特基。
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