15W LED日光灯恒流驱动方案设计

　　一、总体设计

　　FT870B是一款PWM控制型的高效的恒流型LED驱动IC，能在15~500V的输入电压下正常工作，固定25K的工作频率，最大能驱动1A的输出电流，恒流精度达到±5%，并且支持PWM调光功能。

　　15W应用电路图及基本原理：

　　基本工作原理为：当开关管导通时，主电流回路为 AC IN-F1-B1-LED-L1-Q1-R4-L2-B1-AC IN，此时AC给LED供电，并使电感L1存储能量；当开关管关断时，主电流回路为L1-D4-LED-L1，此时电感L1释放能量，保持LED的输出。由于开关管导通时，流过LED的电流同时也流过R4，所以通过检测R4上的电压来检测流过LED的电流，从而达到恒流的目的。

　　电路中，C2，C3，D1，D2，D3为PFC校正电路，主要提高输入的功率因数。

　　L2，D5，C7构成辅助供电回路，从而关断HV脚的供电，减小损耗，提高效率。

　　二、元器件参数选择

　　输出LED规格为3.2V，20mA，共240颗

　　连接方式为8个LED串联为一路，共30路

　　外围应用参数如下：

　　V max，ac=265V，V min，ac=90V，f=50HZ（交流输入频率）

　　V o，max=25.6V， I o，max=498mA

　　P o，max= V o，max×I o，max=12.75W

　　η=85%， PF=0.85，fu=25khz（芯片工作频率）

　　P in，max= P o，max /η=15W

　　1.保险管F1

　　（1） 额定电压Vrating

　　额定电压Vrating需要大于V max，ac，即大于265V.

　　（2） 额定电流I rating

　　由于Vin×Iin×PF×η=PO ，所以

　　选择保险管额定电流时要保留0.5的系数，所以保险管的额定电流

　　（3） 熔化热能值I2t

　　与浪涌电流产生的能量有关。表征当大电流流过保险管时，保险管熔断的特性。I2t要大于浪涌电流产生的能量，使启动的时候不会错误地把保险管熔断。

　　（4） 额定温度

　　实际工作温度不能超出额定温度范围。

　　（5） 使用寿命

　　实际工作电流大于I rating或者实际工作温度超出额定温度范围，F1的寿命将会明显缩短。

　　■ 所以选择V rating大于265V， I rating大于0.392A的保险管。

　　2.安规电容C1

　　（1） 额定电压V rating

　　额定电压V rating需要大于输入交流电压V max，ac，即额定电压大于265V.

　　（2） 电容容值C

　　一般取0.1uF.

　　（3） 电容类型

　　选择安规电容。

　　（4） 绝缘等级

　　绝缘等级一般选择X2，即耐压小于或等于2.5KV.

　　（5） 额定温度

　　实际工作温度不能超出额定温度范围。

　　■ 所以选择0.1uF/275VAC绝缘等级为X2的安规电容，主要抑制差模干扰。

　　3.整流桥B1

　　（1） 整流桥承受的最大反向耐压VRRM

　　（2） 额定电流I rating

　　整流桥的额定电流与保险管的额定电流相同，选择大于0.392A的额定电流即可。

　　（3） 整流桥正向导通压降VF

　　与效率有关。VF越小，消耗的导通功耗就越小，效率越高。

　　（4） 额定温度

　　实际工作温度不能超出额定温度范围。

　　■ 所以选择VRRM大于562V，Irating大于0.392A，VF尽量小的整流桥。

　　4.二极管D1，D2，D3

　　（1） 最大反向耐压VRRM

　　（2） 额定电流I rating

　　由于开机时导通电流都要留过D2，所以二极管的额定电流与保险管一样，选择大于0.392A的额定电流。

　　（3） 反向恢复时间trr

　　由于输入电压是低频，所以trr的大小对电路没什么影响，可以不考虑。

　　（4） 额定温度

　　实际工作温度不能超出额定温度范围。

　　■ 所以选择VRRM大于225V，I rating大于0.392A的二极管。

　　5.电解电容C2，C3

　　（1） 电容耐压Vdss

　　电容的耐压与二极管D1，D3的反向耐压相同，也是大于225V;

　　（2） 电容容量C

　　选择合适的电容，使电容在充放电的过程中能够保证后级电路所需要的能量。要保证系统的正常工作，电容上的最小电压应该为最大输出电压的两倍以上，所以整流后最小直流电压：

　　输入电容应能够保证在最小的输入电压下，为后级电路提供足够的能量，所以电容

　　由于上面的计算取的放电时间为1/4f（其中f为输入交流电压的频率），实际放电时间并没有这么长，所以电容的容值可以取小些，实测中发现47uF/250V的电容即可满足要求。

　　（3） 电容类型

　　由于用到的电容容量较大，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

　　实际应用中会受到体积的限制，而电解电容体积较大，所以要注意体积是否能满足要求。

　　（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250V，电容值大于或等于47uF，低ESR值，寿命长的电解电容。

　　6.高压启动限流电阻R5

　　为了防止启动时大电流冲击烧坏HV脚，建议R5取封装为0805的22K的贴片电阻。

　　7. 滤波电容C4，C5，C8

　　C4，C5，C8主要起高频滤波作用，建议选择封装为0805的1nF的贴片电容。

　　8.滤波电容C6

　　C6主要起滤除尖峰和谐波补偿作用，建议选择封装为0805的100pF的贴片电容。