离线式 LED 照明得以简化

离线式 LED 照明得以简化：高功率因数、隔离型 LED 驱动器无需光隔离器并与 TRIAC 调光器相兼容

引言

如今，人们越来越关心使用传统照明方法对环境的影响，同时 LED 价格在不断下降，因此就许多离线式应用而言，大功率 LED 正在迅速成为一种流行的照明解决方案。为了满足离线式照明的要求 (例如：高功率因数、高效率、隔离以及与 TRIAC 调光器的兼容性)，以前的 LED 驱动器采用很多外部分立式组件，结果形成了又大又复杂的解决方案。LT?3799 集成了离线式 LED 照明需要的所有功能，从而解决了复杂性、空间和性能问题。

LT3799 以临界传导 (边界) 模式控制一个隔离型反激式转换器，适合于那些需要 4W 至超过 100W LED功率的 LED 应用。其新颖的电流检测电路无需使用光耦合器，就能向副端提供良好调节的输出电流。其独特的泄能电路使得 LED 驱动器可与 TRIAC 调光器相兼容，而无需增设额外的组件。LED 开路和短路保护功能确保了长期可靠性。

No-Opto 操作

图 1 示出了一个完整的 LED 驱动器解决方案。LT3799 从主端开关电流波形检测输出电流。就一个以边界模式工作的反激式转换器而言，输出电流方程式为：
IOUT = 0.5 ? IPK ? N ? (1 – D)
IPK 为峰值开关电流，N 为主端至负端匝数比，D 为占空比。该 IC 通过一种新颖的反馈控制电路调节峰值开关电流和占空比，以此调节输出电流。与需其他要知道输入功率和输出电压信息的主端检测方法不同，这种新型电路可提供好得多的输出电流调节，因为准确度几乎不受变压器绕组电阻、开关 RDS(ON)、输出二极管正向压降和 LED 电缆压降的影响。

 
图 1：采用 LT3799 和 TRIAC 可调光的 20W 离线式 LED 驱动器

高功率因数、低谐波

通过使线路电流跟随施加的正弦波电压，LT3799 实现了高功率因数，并且满足了 IEC61000-3-2 C 类照明设备谐波要求。如果所吸收的电流与输入电压成比例，就能实现等于1 的功率因数。LT3799 用一个从输入电压产生的、与输入电压成比例的电压调制峰值开关电流。这种方法提供了 0.97 或更高的功率因数。一个低带宽反馈环路保持对输出电流的调节，而且不会使输入电流失真。

可与 TRIAC 调光器兼容
   
当 TRIAC 调光器处于断开状态时，它并不是彻底断开的。有相当大的泄漏电流通过其内部滤波器流到 LED 驱动器。这个电流给 LED 驱动器的输入电容器充电，从而导致 LED 随机开关和闪烁。以前的解决方案是增设一个泄能电路，该电路包括一个大而昂贵的高电压 MOSFET。LT3799 将变压器主端绕组和主开关用作泄能电路，因而无需此类 MOSFET 或其他任何额外的组件。如图 2 所示，当 TRAIC 断开时，MOSFET 栅极信号为高电平，且 MOSFET 接通，从而泄放掉漏电电流，并将输入电压保持为 0V。TRIAC 一旦接通，MOSFET 就无缝地变回为一个正常的供电器件。

 
图 2：MOSFET 栅极信号和 VIN

LED 开路和短路保护
   
通过变压器的第三个绕组持续监视 LED 电压。当主开关断开时，第三个绕组的电压与输出电压成比例，且输出二极管传导电流。一旦发生过压或 LED 开路，主开关就断开，CT 引脚上的电容器开始放电。电路随后进入打嗝模式，如图 3 所示。
 

图 3：输出开路过程

当发生 LED 短路时，在 VIN 引脚电压降至低于 UVLO 门限之前，该 IC 以最低频率运行，因为第三个绕组不能给该 IC 提供足够的功率。然后，该 IC 进入其启动排序模式，如图 4 所示。

 
图 4：输出短路过程

CTRL 引脚和模拟调光

LT3799 的输出可以通过多个 CTRL 引脚进行调节。例如，输出电流可以跟随一个加至任意 CTRL 引脚的 DC 控制电压，以实现模拟调光。另外，过热保护和线路欠压保护功能也可以利用这些 CTRL 引脚轻松地实现。

结论

LT3799 是一款完整的离线式 LED 驱动器解决方案，可提供标准的 TRIAC 调光、有源 PFC 和经过良好调节的 LED 电流，而无需使用光耦合器。这款兼具高性能和丰富功能的 IC 极大地简化了离线式 LED 驱动器解决方案，并缩减了其外形尺寸。