摘要
本文介紹了一款使用TI 控制芯片TPS92210 設(shè)計(jì)的10W LED 驅(qū)動(dòng)電源. TPS92210 特有的臨界模式固定峰值電流控制功能,設(shè)計(jì)無(wú)須反饋,從而整個(gè)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,器件少,成本低。
引言
近來(lái),LED 驅(qū)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(shù)量更少、總物料單成本更低,以及能以機(jī)械設(shè)計(jì)滿足安規(guī)等優(yōu)勢(shì),成為應(yīng)用熱點(diǎn)。本文介紹了一款使用TI 控制芯片TPS92210 設(shè)計(jì)的10W LED 驅(qū)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(shè)計(jì)無(wú)須反饋,從而整個(gè)設(shè)計(jì)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(shè)置TPS92210工作于固定峰值電流的方法,使電感電流峰值固定,因?yàn)殡娐饭ぷ髟谂R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(dá)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(xiàn)輸出過(guò)流、短路、開(kāi)路等保護(hù)。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(jī)的PF值一直在0.7以上。
C8,L2,C5組成pi型濾波。整機(jī)通過(guò)了傳導(dǎo)測(cè)試。
圖1:10W LED 電源解決方案
圖2: 10W LED 電源實(shí)物圖
1.1 TPS92210 臨界模式設(shè)置
TPS92210 需要滿足三個(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。
由于需要滿足以上三個(gè)條件,設(shè)計(jì)中將FB腳通過(guò)電阻接到Vdd設(shè)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(shè)計(jì)
根據(jù)輸入輸出要求,計(jì)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(jì)算如下:
根據(jù)計(jì)算得出的最大占空比以及最低開(kāi)關(guān)頻率,可以得出最大導(dǎo)通時(shí)間為:
2.測(cè)試結(jié)果
根據(jù)以上分析和設(shè)計(jì),制作了樣機(jī)并驗(yàn)證其性能,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下。
2.1效率測(cè)試
2.2 PF 值
2.3 電流精度
2.4 啟動(dòng)
2.5 輸出紋波
2.6 短路保護(hù)
2.7 開(kāi)路保護(hù)
2.8 EMC 測(cè)試
3.結(jié)論
本文分析設(shè)計(jì)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(shè)置方式。詳細(xì)介紹了電感的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法。最后制作了樣機(jī)驗(yàn)證了分析和計(jì)算的正確。保證了TPS92210 用于非隔離恒流LED 驅(qū)動(dòng)電源的可行性。