【颜工专栏】怎样用PT4115来设计LED照明灯具的驱动电源（一）

小娜

【颜工专栏】怎样用PT4115来设计LED照明灯具的驱动电源（一） [复制链接]

颜重光 简介： 现任华润矽威科技（上海）有限公司市场部经理/高工，上海市传感技术学会理事、副秘书长。曾在上海贝岭股份有限公司任市场与技术支持部经理/高工、IPCore—APSemi任FAE经理/高工、香港棋港电子有限公司任首席产品发展经理/高工、美国研诺逻辑科技有限公司（AATI）任中国区应用工程经理/高工 。

内容分别在 2楼  12楼 13楼

颜工

怎样用PT4115来设计LED照明灯具的驱动电源
华润矽威科技（上海）有限公司
颜重光 高工

1）LED工作要素
LED工作的主要参数是VF、IF，其它相关的是颜色/色温/波长/亮度/发光角度/效率/功耗等。LED是一个P-N结二极管，只有施加足够的正向电压才能传导电流。VF正向电压是为LED发光建立一个正常的工作状态，IF正向电流是促使LED发光，发光亮度与流过的电流成正比例。LED VF标称电压：3.4V± 0.2V 。LED IF工作电流按应用需要选用，各档不能混用。

LED 灯用各档LED电流：





2）大功率照明用LED
大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源（图1）。选用时要特别注意它的VF和IF。



3）LED灯具驱动原理
LED灯具驱动需要先将高压的交流电变换成低压的交流电（AC/AC），然后将低压的交流电经桥式整流变换成低压的直流电（AC/DC），再通过高效率的DC/DC开关稳压器降压和变换成恒流源，输出恒定的电流驱动LED光源。LED光源是按灯具的设计要求由小功率或大功率LED多串多并而组成。每串的IF电流是按所选用的LED光源IF要求设计，总的正向电压△VF是N颗LED的总和。LED灯具驱动原理如图2所示。
LED灯具选用36V以下的交流电源可以考虑非隔离供电，如选用220V和100V的交流电源应考虑隔离供电。


















[ 本帖最后由 颜工 于 2009-11-20 11:40 编辑 ]

颜工

4）应用方案简洁的PT4115工作原理

PT4115具备高度集成的DC/DC-Buck→Constant Current 功能，它能将直流电压直接转换成稳定的恒流输出。应用方案简洁的PT4115实用电路如图4。

PT4115的开关频率采用抖频技术有效降低EMI。频率抖动技术(Frequency Jitter)是一种从分散谐波干扰能量着手解决EMI问题的新方法。频率抖动技术是指开关电源的工作频率并非固定不变，而是周期性地由窄带变为宽带的方式来降低 EMI，来减小电磁干扰的方法。未采用频率抖动技术时，各次谐波较窄而且离散，幅值在谐波频率较高处，EMI集中在峰尖。采用频率抖动技术时，谐波幅值降低并且变得平滑，高次谐波接近连续响应。减小EMI的效果十分显著。

PT4115是8-30V宽电压输入，击穿电压>45V ；输出电流可达1.2A。转换效率高达97％。输出电流精度达± 5％。芯片具有过温、过压、过流、LED开路保护等多种功能。采用SOT89-5封装，有利于驱动芯片管芯的快速散热。周边应用电路简约，仅四个元器件，应用成本低廉。

DIM调光采用由高向低调光，安全可靠。PWM和模拟电压均可。DIM端内部有一个200K上拉电阻（Rup）接到内部5V电源。有些灯具需要实施过温保护，可在DIM端加一热敏电阻、NTC或温度二极管，DIM端的电压由Rup和NTC分压决定，利用模拟调光的原理以及温度对PN结电流的负反馈实现动态温度控制。由此可实现LED灯具的动态过温保护。NTC也可选用半导体温度传感器或PN结。实用电路如图5。

springvirus

搬个板凳,来学习了!

user22901

顶了！

奶茶

好极了 支持下！

zhjzh72_2004

来学习          PT4115    了!

zqzq501311

我没有学过这些，不过还是要来一顶！支持！！！

simonprince

路过，站着不动了

lzcqust

严工，你好，我想问下，图一的黄色部分是不是N颗LED管芯它们是N个串联，再N个并联的组合？

半导体狂人

好东西，谢谢颜工的讲解，期待下期

颜工

5）PT4115应用技术要点
•
AC/DC电流源要足够大；
•
所有周边器件自身的功耗要尽可能小；
•
确认Vin与负载电压的需求，Vin- ∆VF=1.2-1.5V时工作效率较佳；
•
Rs应按LED光源的IF电流大小设计， RS = 0.1/ILED；
•
LED电流小于400mA，L选用68-100uH (饱和电流>0.6A)；电流在400mA到800mA，L选用47-68uH (饱和电流>1.2A)；L的输出电流=需用电流X1.5；
•
L选用锰锌4000磁芯；
•
Cin有续流和滤波的功能，电容量不宜太小，耐压不宜太低；
•
整流和续流二极管选用正向压降尽可能小、电流较大的肖特基二极管，可有效地降低系统功耗；
•
PCB铜箔与PT4115的Exposed PAD和 GND的接触面积面积要尽可能大，以利散热。


表1
周边元器件的选用





6）单颗芯片可设计成多种应用的LED驱动电源
PT4115是一颗可应用于多种LED灯具驱动的芯片，如路灯、水底灯、洗墙灯、泛光灯、隧道灯、汽车工作灯等。简单实用低成本LED灯具方案如图6所示。可将3- 9颗1W LED串联，其∆VF=3.4 V X N， IF=350mA 。当 Vin=12VDC时，3颗LED串联， ∆VF=10.2V，工作效率较佳。并可3串并联应用，∆IF=3 X 350mA=1050mA。灯具系统设计可采用N组合，以适应多种灯具方案的需要。



7）提供可用于生产的DEMO
向灯具厂商提供可用于生产LED灯具驱动DEMO是促进LED灯具厂家快速投产的好办法。
    一颗芯片的推广往往要经历单颗芯片的推广、送样，客户要设计应用于产品的电路图，做实验板验证、画PCB版图、采购元器件、组装生产、调试检测。。。路途漫漫，一般需要几个月。现在由生产芯片的上游厂家直接为生产最终产品的生产厂提供可用于生产的DEMO，大大地缩短了生产厂家产品的开发周期，几个月推广的实践证明，大多数LED灯具厂在检测可用于生产的DEMO的性能符合其企标要求后，会立即做一个小批量生产，验证其重复性和可靠性，顺利的话二三周可快速进入批量生产。

颜工

8）基于一颗芯片的广泛应用设计思路
PT4115的Vin=6-30V、Iout=1.2A，基于这些基本的技术条件，我们可以广开思路，为形式多样的LED照明灯具设计不同种类的驱动电源，如MR16射灯、LED筒灯、LED台灯、超市大冰柜的LED灯带、珠宝柜的LED灯带、汽车和公交车内LED照明灯、LED水底灯、LED洗墙灯、LED投光灯、可移动LED工作灯、医用LED头灯、LED航标灯、LED灯塔、LED警灯、LED警示灯、LED多面灯、LED路灯、LED庭院灯、LED隧道灯、LED太阳能灯。。。。。。

颜工

颜工

大功率照明用LED其封装从成品来看是单颗芯片的，其实是用N颗LED管芯封装在一个单位里的。它们的排列组合是串并联，它们是N个串联，再N个并联，然后由二点联接电源（图1）。选用时要特别注意它的VF和IF。
颜工

颜工

看了以上，你会觉得PT4115很好用啊！
凡LED灯具生产厂家需要样品和DEMO均可免费申请。
请将你的大名和公司名、详细地址和需求发E至：alecyan@crpowtech.com
颜工

lzcqust

我知道那个串并联是什么意思了。
谢谢解答。
另外：DEMO是不是这个意思？
Demo的中文含意为“示范”、“展示”，常被用来称呼具有示范或展示功能及意味的事物。

[ 本帖最后由 lzcqust 于 2009-11-24 19:26 编辑 ]

tywood

sunnyzhu12

haha 太感谢楼主了，正在做这方面的ppt。拿走啦~

txf334

用PT4115我觉得还不如用PT4107，因为4107支持高压输入，可以把市电直接整流滤波就行了