基于PT4201控制芯片的离线式LED射灯设计方案

　　工作频率设定：

　　PT4201的Rosc引脚为设定PWM频率提供了方便，用一个电阻接在Rosc引脚和GND之间可以对PWM频率进行设定(图4)。PWM频率与设定电阻之间的关系遵循以下关系：Fosc=6500/Rosc.FOSC单位KHz，Rosc单位Kohm.

　　图4工作频率设定

　　PT4201在正常工作时会周期性地改变PWM工作频率进行频率抖动，周期性改变的频率把EMI传导干扰扩展到更宽的频谱范围内从而降低了传导段的EMI干扰。

　　电流采样以及前沿消隐：

　　PT4201的CS引脚的功能之一是采样外部MOSFET电流进行电流斜率补偿；二是提供逐周期的MOSFET过流保护功能。PT4201通过采样与功率MOSFET串联的采样电阻来采样流过MOSFET的电流，流过MOSFET的电流在采样电阻Rcs上转换成电压信号，CS上电压和FB电压共同决定了PWM脉冲占空比。

　　在PWM每个导通周期当CS引脚的电压超过内部门限电压时MOSFET将立即被关掉防止过流对器件的损伤。过流门限电压与MOSFET的电流可由以下关系确定：IOC=Voc/Rcs

　　其中IOC为MOSFET电流，Voc为过流门限电压，Rcs为采样电阻大小。内部过流的门限值与PWM占空比大小有关，当PWM占空比为0时，过流门限值为0.80V.

　　图5省略RC滤波器

　　由于变压器副绕组整流电路反向恢复时间以及初级绕组寄生电容等因素影响，在每一个PWM周期开启瞬间会在采样电阻上产生一个持续时间很短的尖峰电压。为此PT4201会在MOSFET开启后屏蔽CS采样输入一段时间TBLK，在这段时间内，过流保护被关闭不会关掉外部MOSFET.这样可以避免MOSFET开启瞬间在采样电阻上产生的电压毛刺而造成误动作。PT4201提供的这种功能可以省去电流采样电路所需的RC滤波器(图5)。　　VDD过压保护

　　当系统发生严重故障时，例如对于光耦开路或者反馈开路的情况，光耦输出电流接近零致使FB端电压上升。FB电压上升将会使PT4201工作在过流保护状态，因为有多余的电流供给负载，如果超出了负载所需电流大小会使输出电压迅速爬升。由于辅助绕组的电压与输出电压成一定的比例，输出电压升高引起辅助绕组电压升高进而使VDD电压升高，当PT4201检测到VDD引脚电压达到过压保护点时会关闭PWM.当OVP被触发时由于没有能量供给负载及辅助绕组，VDD电压和输出电压下降，当降低到OVP解除电压时将重新开启正常工作。这时如果故障解除则正常工作，如果故障依然存在将重新进入OVP保护状态(图6)。

　　图6VDD过压保护

　　OUT输出驱动：

　　PT4201的OUT脚用来驱动功率MOSFET的栅极。优化设计图腾柱形式输出的驱动能力使驱动强度和EMI得到良好的折衷。同时，OUT的输出高电位被限制到了18V，从而可以保护由于VDD升高可能对MOSFET造成的损伤。内部OUT和GND之间有一个电阻，可以在芯片不工作时将外部MOSFET的栅极可靠置为0电位。

　　PT4201的E273W离线式射灯设计方案

　　PT4201的E273W离线式射灯设计方案应用线路是典型的反激式的拓扑结构，采用副边反馈(即光耦反馈)，以提高输出电流精度。相比于原边反馈电路电流精度+-5%，副边反馈的电路精度在+-2%以内，成本只增加了0.3RMB，但却给大批量生产时提供了便利。

　　图7PT4201的E273W离线式射灯电路图

　　3WE27的应用一般负载接3颗1W的LED，每颗LED的VF在3.4V+-0.2V左右。一般电流为300mA-350mA.工作原理如图7所示，AC85V-265V交流电输入，通过L1(相当于一个保险丝，抗浪涌)后接入整流桥，从整流桥出来的电压大约为1.4XVin，电流1A左右。C1是一个滤波电容，电容值的选择大约是负载功率的1-3倍即可，此处3W的应用采用4.7uF的电容，如选择太小的会导致纹波大，选择太大的空间又不允许。PT4201的VDD端一开始由R4降压后供电，18V启动，启动之后就通过变压器辅助绕组供电，电压在9-27V之间。R1、C3和D2是一个RCD吸收回路，用来吸收Q1开关时产生的尖峰。减小R1，可以提高吸收效果，但是会导致系统效率降低，建议采用折衷的方式。PT4201的RI端所接电阻R7是用来设定开关频率的，此处把频率设定在65kHz.PT4201的CS端连接采样电阻R8、R9，设置电流。变压器是一个重要的部件，采用反激式的拓扑结构，当Q1关断时，变压器5、6断导