高压输入式LED驱动控制器带PWM调光：实例分享

最近国内外生产厂家还开发出一种专供交、直流高压输入使用的LED驱动控制器，典型产品有美国敦泰科技（FocalTech）公司生产的通用高亮度可编程LED驱动控制器FT6610。

由FT6610构成的非隔离式LED驱动电源电路如图12-15所示，它采用降压式拓扑结构。输入交流电压范围是85～264V，LED驱动电压小于120V，开关频率约为200kHz，LED驱动电流I_LED=80mA，可驱动功率为8W的LED照明灯。由串模电容器C₁、C₂和共模扼流圈L₁构成EMI滤波器，R_T为5D-7型5Ω负温度系数热敏电阻（NTCR），在启动电源时能起到限流作用。VD₁～VD₄（1N4007×4）构成输入整流桥。尽管FT6610内部高压调制器允许输入700V以下的高压，但为降低芯片的功耗，在以交流市电作输入时，需将整流滤波电压先经过限流电阻再接芯片的U_I端。R₃为56kΩ、0.5W的限流电阻，亦可用4只220kΩ、1/8W贴片电阻并联后代替，可将U_I引脚的电源电流限制在1mA以下。

图12-15 由FT6610构成的非隔离式LED驱动电源电路

当LED灯的功率大于25W时，电路中需增加由VD₅～VD₇、C₃和C₄构成的二阶无源填谷式PFC电路（以下简称填谷电路），可将功率因数提高到0.85以上。VD₉为隔离二极管，可将整流桥与填谷电路隔离开。填谷电路的输出电压U_I送至U_I端和LED灯串的阳极。需要注意，增加填谷电路会降低输出电压，减小LED的串联数目，例如对于220V交流电，LED负载电压低于220V×2/2×0.8≈120V。采用填谷电路时用电解电容器C₃和C₄代替原来的输入滤波电容器，必要时还可在填谷电路的输出端并联一只滤除高频干扰的100nF电容器（图中未画）。

图12-15中的功率开关管（V）采用2N60型2A/600V的N沟道MOSFET。VD₈为高压续流二极管，采用ES1J型1A/600V的超快恢复二极管，其反向恢复时间t_rr=35ns。L₂为47mH的储能电感。正半周时MOSFET导通，电流依次经过LED灯串、L₂、MOSFET和R_SET接地，并有一部分能量储存在L₂上，L₂的电压极性是右端为正，左端为负，此时VD₈截止。负半周时MOSFET关断，L₂上产生的反向电动势极性为左端为正，右端为负，这就使VD₈导通，L₂上储存的能量通过VD₈继续给LED灯串供电。C₇为输出端的旁路电容器，R_OSC为开关频率设定电阻。(www.xing528.com)

U_CC端输出的7.5V（典型值）电压，经过精密电阻分压器可获得所需的U_{DIM_A}电压，供模拟调光使用。精密电阻分压器由电阻R₁、直推式电位器RP和电阻R₂构成，R₁、RP和R₂的精度均为±1%。RP的滑动端接DIM_A端。当R₁=100kΩ，R_RP=3.3kΩ，R₂=2kΩ时，根据分压器原理不难算出：U_{DIM_A}的调节范围为142.4～377.5mV。特别，当RP调到中点位置时，U_{DIM_A}=260.0mV。考虑到U_CC端的驱动能力较弱，分压器电阻值不能选取得太小。C₅为U_CC端的旁路电容器。C₆主要起两个作用：一个是稳定U_{DIM_A}电压；二个是用作驱动电路的软启动电容。当C₆充电至250mV时，充电时间常数τ=[（R₂+R_RP2）//（R₁+R_RP1）]=540μs，R_RP1、R_RP2分别为RP滑动端的上半部分、下半部分电阻值。如需延长软启动时间，可适当增大C₆的容量，或者按比例增加R₁、RP和R₂的阻值。

FT6610支持两种调光模式：模拟调光可通过改变DIM_A的电压值来实现。模拟调光电压U_{DIM_A}的典型值为250mV，驱动电流与调光电压成正比。U_{DIM_A}电压可从U_CC端输出的7.5V分压后得到，电路参见图12-15。选择模拟调光时，需将DIM_D端与U_CC端短接。若选择PWM调光，则U_{DIM_D}为低电平时LED无电流通过；U_{DIM_D}为高电平时，LED上流过由R_SET设定好的恒定电流，只需改变高、低电平的时间之比（即占空比D），即可控制LED灯的亮度。采用PWM调光时，PWM信号的占空比调节范围是0～100%。PWM频率应远低于开关频率。

R_SET为输出电流设定电阻，兼起到限流作用。由于电感L₂上的最大电流可通过R_SET进行限制，因此不需要再增加过电流保护电路。但如采用降压/升压式拓扑结构或设计隔离式驱动电源时，当LED开路时电感上会产生高压，容易将MOSFET击穿，此时需设计漏极钳位保护电路，一旦检测到LED开路故障，可将DIM_D接地，以避免MOSFET损坏。

当电源低压低于或接近于负载电压时，需采用降压/升压式拓扑结构，应将L₂与VD₈对换位置，同时将LED的极性反接。