新一代离线式LED灯对LED驱动器IC有的要求

FC很重要外，最大限度地降低LED灯的谐波失真度也很重要。国际电工委员会（International Electrotechnical Commission）已经制订了IEC 61000-3-2 C类照明设备谐波规范，以确保新的LED照明系统满足这些低失真要求。

在照明应用中，能在较宽的线路输入电压、输出电压和温度变化范围内准确调节LED电流是至关重要的，因为LED亮度的变化必须是人眼难以察觉的。类似地，为了确保LED有最长的工作寿命，不用高于其最大额定值的电流驱动LED也是很重要的。在隔离反激式应用中调节LED电流并不总是很简单，而是常常需要一个光耦合器来闭合所需的反馈环路，或者可能要增加一个额外的转换级。不过，这两种方法都增加了复杂性和可靠性问题。幸运的是，有些LED IC驱动器设计采用了新的设计方法，以确保无需这些额外的组件和/或增加设计复杂性，就能准确调节LED电流。

要很快从白炽灯过渡到LED灯，面临的最大障碍之一是基于LED解决方案的成本和尺寸。消费者习惯于支付不到0.50美元更换一个60W的白炽灯，支付大约3美元更换一个同样瓦数的CFL灯。支付超过30美元更换一个LED灯，是消费者要克服的一大障碍。以这样的价格计算，在LED的寿命期内，节省的电能和更换成本相比，换成LED灯确实有经济意义。不过，大多数消费者不习惯于这样联系起来看问题。一般而言，仓库、停车库等尤其因照明而支付高额能源账单的商业企业会更快地采用LED照明，因为费用节省更加明显。随着LED灯购买费用的下降，将有更多消费者愿意转向LED照明。

图1 采用LT3799和TRIAC可调光的20W离线式LED驱动器

最后一个同样重要的因素是，LED照明解决方案的尺寸。很多照明灯都是直接旋进灯座就可以更换的，因此整个LED解决方案必须能装进与原来的白炽灯体积和形状相同的空间中。LED需要一个散热器和一个复杂得多的驱动器电路，所以在与白炽灯体积和形状相同的空间中装入包括这两个部分的整个LED解决方案，可能是个挑战。因此，所需要的LED驱动器IC要能在一个简单、占板面积紧凑的解决方案中提供所有这些需要的功能和特性。

一种新的解决方案

为了满足离线式照明的要求（例如高功率因数、高效率、隔离和TRIAC调光器兼容性），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。凌力尔特的LT3799集成了离线式LED照明需要的所有功能，解决了这些复杂性、空间和性能问题。LT3799是一款具有源功率因数校正的隔离反激式LED控制器，专门为在90VAC至265VAC的通用输入范围驱动LED而设计。该器件以关键导通（边界）模式控制一个隔离反激式转换器，适用于需要4W至超过100W或更高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开路和短路保护确保长期可靠性。

图2 具有源功率因数校正的LT3799的VIN和IIN波形

图1显示了一个完整的LED驱动器解决方案，其效率高达86%。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：

IPK是峰值开关电流，N是主端至副端匝数比，D是占空比。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。与需要知道输入功率和输出电压信息的其他主端检测方法不同，这种新型电路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3 MOSFET栅极信号和VIN

大功率因数、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IEC 61000-3-2 C类照明设备谐波要求。如果所吸取的电流与输入电压成正比，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。如在图2中能看到的那样，这种方法提供0.98或更高的功率因数。一个小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。以前的解决方案增加一个泄能电路，该电路包括一个大而昂贵的高压MOSFET。LT3799将变压器主端绕组和主开关用作泄能电路，因此无需这类MOSFET或其他任何额外的组件。如图3所示，当TRIAC断开时，MOSFET栅极信号为高，且MOSFET接通，从而泄放掉漏电电流，并保持输入电压