【導讀】非隔離LED驅動(dòng)電源方案具有尺寸小，能效高，成本低等諸多優(yōu)勢，成為應用熱點(diǎn)。本文介紹的一款10W 非隔離LED驅動(dòng)電源設計方案，該設計無(wú)須反饋，從而整個(gè)設計簡(jiǎn)單，器件少，成本低，效率高。文中還詳細介紹了電感的計算和設計方法，并進(jìn)行了驗證，保證了該方案的可行性。
LED驅動(dòng)電源市場(chǎng)中，非隔離解決方案由于其磁性元件尺寸更小、能效更高、元件數量更少、總物料單成本更低，以及能以機械設計滿(mǎn)足安規等優(yōu)勢，成為應用熱點(diǎn)。本文介紹了一款使用TI控制芯片TPS92210設計的10W LED驅動(dòng)電源。使用TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控制功能，設計無(wú)須反饋，從而整個(gè)設計簡(jiǎn)單，器件少，成本低，效率高。
1、電源方案介紹
本方案采用TPS92210控制的臨界Buck電路，設置TPS92210工作于固定峰值電流的方法，使電感電流峰值固定，因為電路工作在臨界模式，所以電感電流的平均值等于峰值電流的一半，從而達到輸出恒流的目的。
同時(shí)，本方案不需要額外的電路，TPS92210本身可以實(shí)現輸出過(guò)流、短路、開(kāi)路等保護。所以整個(gè)方案的元件少，成本低。
輸入采用了填谷電路，使得整機的PF值一直在0.7以上。
C8，L2，C5組成pi型濾波。整機通過(guò)了傳導測試。
圖1:10WLED電源解決方案
圖2:10WLED電源實(shí)物圖
[page]圖2:10WLED電源實(shí)物圖
1.1TPS92210臨界模式設置
TPS92210需要滿(mǎn)足三個(gè)條件來(lái)開(kāi)始一個(gè)新的周期：
1)距離上一次開(kāi)通的時(shí)間需要大于由Ifb電流控制的時(shí)間。
2)距離上一次開(kāi)通的時(shí)間需要大于芯片的最高頻率所限制的時(shí)間7.5us。
3)Tze腳必須有由高到低的零點(diǎn)穿越。
由于需要滿(mǎn)足以上三個(gè)條件，設計中將FB腳通過(guò)電阻接到Vdd設置一個(gè)固定的直流偏置，使TPS92210的開(kāi)通完全由Tze腳的電壓零點(diǎn)穿越來(lái)決定，這就保證了變換器一直工作在臨界電流模式。
1.2電感的設計
根據輸入輸出要求，計算電感量。本方案中，輸入176V~264Vac，輸出40V，0.25A。由于輸入采用了填谷電路，所以輸入的電壓范圍可以計算如下：
根據上面計算的最小最大輸入電壓，可以計算最小、最大占空比：
電感需要大約67匝。根據之前計算的電流RMS值，和設定的電流密度j，選擇AWG30來(lái)繞制電感。選用1股AWG30作為繞組。
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2、測試結果
根據以上分析和設計，制作了樣機并驗證其性能，實(shí)驗結果如下。
短路保護
開(kāi)路保護
3、結論
本文分析設計了使用TPS92210控制的臨界模式buck變換器。分析了TPS92210臨界模式的可行性以及設置方式。詳細介紹了電感的計算和設計方法。最后制作了樣機驗證了分析和計算的正確。保證了TPS92210用于非隔離恒流LED驅動(dòng)電源的可行性。
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