【導(dǎo)讀】非隔離LED驅(qū)動(dòng)電源方案具有尺寸小，能效高，成本低等諸多優(yōu)勢，成為應(yīng)用熱點(diǎn)。本文介紹的一款10W 非隔離LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)方案，該設(shè)計(jì)無須反饋，從而整個(gè)設(shè)計(jì)簡單，器件少，成本低，效率高。文中還詳細(xì)介紹了電感的計(jì)算和設(shè)計(jì)方法，并進(jìn)行了驗(yàn)證，保證了該方案的可行性。
LED驅(qū)動(dòng)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(jī)械設(shè)計(jì)滿足安規(guī)等優(yōu)勢，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)無須反饋，從而整個(gè)設(shè)計(jì)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(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)輸出過流、短路、開路等保護(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)通過了傳導(dǎo)測試。
圖1:10WLED電源解決方案
圖2:10WLED電源實(shí)物圖
[page]圖2:10WLED電源實(shí)物圖
1.1TPS92210臨界模式設(shè)置
TPS92210需要滿足三個(gè)條件來開始一個(gè)新的周期：
1)距離上一次開通的時(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腳通過電阻接到Vdd設(shè)置一個(gè)固定的直流偏置，使TPS92210的開通完全由Tze腳的電壓零點(diǎn)穿越來決定，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)上面計(jì)算的最小最大輸入電壓，可以計(jì)算最小、最大占空比：
電感需要大約67匝。根據(jù)之前計(jì)算的電流RMS值，和設(shè)定的電流密度j，選擇AWG30來繞制電感。選用1股AWG30作為繞組。
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2、測試結(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。
短路保護(hù)
開路保護(hù)
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。
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