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1、10W非隔離LED驅動電源的設計 JackyZhang 摘要 本文介紹了一款使用TI控制芯片TPS92210設計的10WLED驅動電源。TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控制功能，設計無須反饋，從而整個設計簡單，器件少，成本低?！ ∫浴 〗鼇恚琇ED驅動電源市場中，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(shù)量更少、總物料單成本更低，以及能以機械設計滿足安規(guī)等優(yōu)勢，成為應用熱點。本文介紹了一款使用TI控制芯片TPS92210設計的10WLED驅動電源。使用TPS92210特有的臨界模式固定峰值電流控制功
2、能，設計無須反饋，從而整個設計簡單，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，本方案不需要額外的電路，TPS92210本身可以實現(xiàn)輸出過流、短路、開路等保護。所以整個方案的元件少，成本低?！ ≥斎氩捎昧颂罟入娐罚沟谜麢C的PF值一直在0.7以上?！ 8，L2，C5組成pi型濾波。整機通過了傳導測試?！ D1:1
3、0WLED電源解決方案 圖2：10WLED電源實物圖 1.1TPS92210臨界模式設置 TPS92210需要滿足三個條件來開始一個新的周期： 1）距離上一次開通的時間需要大于由Ifb電流控制的時間?！ ?）距離上一次開通的時間需要大于芯片的最高頻率所限制的時間7.5us。 3）Tze腳必須有由高到低的零點穿越?！ ∮捎谛枰獫M足以上三個條件，設計中將FB腳通過電阻接到Vdd設置一個固定的 直流偏置，使TPS92210的開通完全由Tze腳的電壓零點穿越來決定，這就保證了變換器一直工作在臨界電流模式?！ ?.2電感的設計
4、根據(jù)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(jù)上面計算的最小最大輸入電壓，可以計算最小、最大占空比： 輸出平均電流為0.25A，電流工作在臨界電流模式，電感上的平均電流就是輸出電流?？梢杂嬎愕秒姼蟹逯惦娏鳌⒂行е惦娏鞣謩e為： 因為臨界模式的變換器，輸入電壓越高，工作頻率。綜合考慮，體積以及效率，設定最大工作頻率為100KHz?！ ∧敲措姼辛靠梢杂嬎闳缦拢骸 ∷噪姼辛看蠹s為700uH?！ 「鶕?jù)計算得出
5、的電感量，可以驗證最低開關頻率為： 根據(jù)計算得出的最大占空比以及最低開關頻率，可以得出最大導通時間為： Tonmax小于TPS92210所允許設置的最大導通時間5us。所以電感設計沒有問題?！ ∵x擇磁芯：假定Bmax=2500G，填充系數(shù)：k=0.4電流密度為：j=6A/mm可以計算得磁芯所需的AP值為： 根據(jù)AP值，選擇RM5作為電感磁芯： RM5的Ae面積如下，可以計算電感所需要的匝數(shù)： 電感需要大約67匝。 根據(jù)之前計算的電流RMS值，和設定的電流密度j，選擇AWG30來繞制電感?！ ∵x用1股
6、AWG30作為繞組?！ ?、測試結果 根據(jù)以上分析和設計，制作了樣機并驗證其性能，實驗結果如下?！ ?.1效率測試 2.2PF值 2.3電流精度 2.4啟動 2.5輸出紋波 2.6短路保護 2.7開路保護 2.8EMC測試 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驅動電源的可行性。
