LED臺燈設計原理及實現(xiàn)方案

PT4115用于1～6W的白光LED光源驅動方案時只需四個零件(圖2)，Cin是輸入濾波電容，Rs設定流過LED的電流IF，Rs=0.1/ILED；L是續(xù)流電感，D5是續(xù)流二極管。因適配器已提供12V的直流電壓，原圖為交流電壓輸入整流用的橋式整流器D1～D4可省略。雖然零件少了，但對零件的要求更高，設計時需按表1提示的要求選用，才能使電路進入良好的工作狀態(tài)。PT4115的開關頻率采用抖頻技術有效降低EMI，省略了抗EMI電路。

LED光源驅動芯片的恒流精度對于LED燈具生產廠家而言是至關重要的，目前LED光源驅動IC的恒流精度批量生產時都會有一定的離散性，LED燈具生產廠家在批量生產調試時，同樣的電源、同樣的LED光源負載、同樣的恒流源電源板，因同一型號的不同驅動IC其恒流精度的個性差異會導致恒流源電源板輸出電流產生一定的公差，使同一LED光源負載的發(fā)光亮度有所不同，這就會增加恒流源電源板大批量生產時在線調試的時間，影響生產力。因此，恒流源電源板生產廠家應選用恒流精度高的驅動IC，恒流精度至少要小于±3%，如是±1%更理想，但其價格會高于±3%的產品。

電感的選擇

以3×1W的高亮度白光LED光源的設計案例而言，三個1W的LED光源串聯(lián)，其工作電流可設計為300～350mA，L的電感量應選用68uH～100uH，Q值大于50，飽和電流大于800mA的磁路閉合電感器。

PT4115的設計最佳工作頻率在1MHz以下，電感量大了小會影響其工作頻率，本方案的電感設計在68uH以上，這樣系統(tǒng)工作頻率可以控制到1MHz以下。電感量小了，工作頻率趨高，由于PT4115內部電流檢測電路響應速度限制，對內部電流正常檢測出現(xiàn)影響，不能更好地實現(xiàn)對內部開關的導通/關斷控制。另外由于高頻率會帶來較大的開關損耗，使芯片運行在較高的結溫下，電應力加大，不利于穩(wěn)定工作。電感量太小還會導致PT4115的SW端燒壞，而無輸出。

電感的DCR越小，效率越高。建議選用EPC13錳鋅4000磁芯。

電感器的飽和電流選小了，D5肖特基二極管的電流選小了，將會導致整個電路的續(xù)流不足，LED光源會產生人眼可見的閃光。將電感器的飽和電流和肖特基二極管的電流適當增大即可增大整個電路的續(xù)流電流，消除因此產生的閃光。

適配器的選擇

適配器為本方案LED臺燈提供穩(wěn)定的交流電源->交直流降壓變換，它的實時帶載輸出能力將影響本方案LED臺燈的性能，用于本方案3X1W白光LED臺燈的適配器，它在帶載時輸出電流應大于1A，電壓應穩(wěn)定在DC12V。有些帶載能力差的適配器，連接上本方案LED光源負載時，其實時輸出電壓會跌落到7V，甚至6.5V，對于工作電壓從8V開始的LED驅動IC，屆時會進入欠壓保護狀態(tài)而停止工作，一旦驅動IC停止工作，電壓又回升至12V，LED驅動IC再次進入工作狀態(tài)，如此周而復始，使LED臺燈出現(xiàn)人眼可見的閃光。此時，只有更換帶載能力好的適配器才能使LED臺燈正常工作。同時應選用工作電壓范圍自6V初始的LED驅動IC，也可降低對適配器的選擇要求，以降低生產配套成本。

EMI的傳導與輻射

本LED臺燈方案總體設計時要考慮能過EMI的傳導與輻射，過EMI的傳導與輻射的關鍵是電源變換器，因此要選用能過EMI，甚至能過CE、UL的適配器來配套，以便生產的LED臺燈能出口歐美日市場。恒流源電源板因使用的驅動IC是DC/DC開關器件，工作時開關頻率會產生輻射，因此內置在臺燈底座金屬殼內可有效降低輻射，機械結構設計時應考慮金屬底座內的磁路屏蔽。