單級可調光離線 AC/DC 控制器的設計

本應用筆記介紹了用于 LED 燈的 CS1615 和 CS1616 單級可調光離線 AC/DC 控制器的設計指南注意事項。它還介紹了單級電源轉換器系統(tǒng)的設計過程、其工作參數(shù)、設計步驟以及設計完成情況。

CS1615/16 概述

CS1615 和 CS1616 是高性能單級可調光離線 AC/DC 控制器。CS1615/16 是一種經濟高效的解決方案，可為可調光 LED 應用提供無與倫比的單燈和并聯(lián)燈調光器兼容性性能。CS1615 專為 120 Vac 線電壓應用而設計，CS1616 專為 230 Vac 線電壓應用而設計。

設計過程

單級電源轉換器系統(tǒng)的設計過程可分為六個電路塊（圖 1）。交流線路電壓經過整流后，通過一個電磁干擾 （EMI） 濾波器來抑制電路在電源線上產生的傳導干擾。然后通過雙模式反激/降壓-升壓轉換器將 EMI 的輸出轉換為所需的 DC 輸出。電源轉換器系統(tǒng)包括柵極偏置、穩(wěn)態(tài)電源和有源鉗位支持電路。

CS1615/16 設計框圖

CS1616/16 可分別使用反激變壓器或降壓-升壓電感器配置為隔離或非隔離拓撲。圖 1 說明了雙模式反激拓撲。CS1615/16 使用初級側控制來調節(jié)輸出電流，從而無需光耦合器反饋。

CS1615/16 控制雙模式反激/降壓-升壓以滿足調光器模式下的調光器保持電流要求，并在無調光器模式下提供功率因數(shù)校正。圖 2 說明了雙模降壓-升壓拓撲。CS1615/16 通過控制峰值電流來調節(jié)輸出電流，以確保每半個線周期實現(xiàn)目標輸出功率充電。雙模式確保最小平均輸入電流在調光器后面時大于所需的調光器保持電流，并在不在調光器后面時對線路電流進行整形以提供功率因數(shù)校正。

雙模降壓升壓使用匝數(shù)比為 1 的變壓器進行仿真。變壓器/電感器的退磁時間由 FBAUX 引腳使用輔助繞組檢測，并用作控制回路的輸入。

升降壓模型

反激式設計

圖 3 是初級和次級繞組電流和開關周期的復合時序圖。反激式設計取決于了解流經功率 FET Q4 的峰值電流 I_PK。

T1、T2、T3、TT時序圖

恒流I_IN（CC）由全亮電源所需的TRIAC保持電流I_hold或調光器電流I_fb中的較大者決定。大多數(shù)調光器可以提供 180?C 的傳導，但有些調光器在 45?C 之前不會開始傳導。

除初級電感 L_P 外，反激式設計滿足調光模式要求，初級電感 L_P 用于設置 PFC 模式下的所需頻率。PFC 模式頻率分布在產生最高 EMI 能量的線路峰值電壓處具有局部最小值。頻率峰值對稱地位于相角點 25?C 和 155?C 處，并在 AC 線路過零附近下降到絕對最小值。通過將 PFC 模式中的頻率設置為低于 75 kHz 的線路電壓峰值，可以獲得最佳 EMI 性能。

編輯：hfy