15W LED日光灯恒流驱动方案设计

　　一、总体设计
　　FT870B是一款PWM控制型的高效的恒流型LED驱动IC，能在15~500V的输入电压下正常工作，固定25K的工作频率，最大能驱动1A的输出电流，恒流精度达到±5%，并且支持PWM调光功能。
　　15W应用电路图及基本原理：

　　基本工作原理为：当开关管导通时，主电流回路为 AC IN-F1-B1-LED-L1-Q1-R4-L2-B1-AC IN，此时AC给LED供电，并使电感L1存储能量；当开关管关断时，主电流回路为L1-D4-LED-L1，此时电感L1释放能量，保持LED的输出。由于开关管导通时，流过LED的电流同时也流过R4，所以通过检测R4上的电压来检测流过LED的电流，从而达到恒流的目的。
　　电路中，C2，C3，D1，D2，D3为PFC校正电路，主要提高输入的功率因数。
　　L2，D5，C7构成辅助供电回路，从而关断HV脚的供电，减小损耗，提高效率。
　　二、元器件参数选择
　　输出LED规格为3.2V，20mA，共240颗
　　连接方式为8个LED串联为一路，共30路
　　外围应用参数如下：
　　V max，ac=265V，V min，ac=90V，f=50HZ（交流输入频率）
　　V o，max=25.6V， I o，max=498mA
　　P o，max= V o，max×I o，max=12.75W
　　η=85%， PF=0.85，fu=25khz（芯片工作频率）
　　P in，max= P o，max /η=15W
　　1.保险管F1
　　（1） 额定电压Vrating
　　额定电压Vrating需要大于V max，ac，即大于265V.
　　（2） 额定电流I rating
　　由于Vin×Iin×PF×η=PO ，所以
　　

　　选择保险管额定电流时要保留0.5的系数，所以保险管的额定电流
　　

　　（3） 熔化热能值I2t
　　与浪涌电流产生的能量有关。表征当大电流流过保险管时，保险管熔断的特性。I2t要大于浪涌电流产生的能量，使启动的时候不会错误地把保险管熔断。
　　（4） 额定温度
　　实际工作温度不能超出额定温度范围。
　　（5） 使用寿命
　　实际工作电流大于I rating或者实际工作温度超出额定温度范围，F1的寿命将会明显缩短。
　　■ 所以选择V rating大于265V， I rating大于0.392A的保险管。
　　2.安规电容C1
　　（1） 额定电压V rating
　　额定电压V rating需要大于输入交流电压V max，ac，即额定电压大于265V.
　　（2） 电容容值C
　　一般取0.1uF.
　　（3） 电容类型
　　选择安规电容。
　　（4） 绝缘等级
　　绝缘等级一般选择X2，即耐压小于或等于2.5KV.
　　（5） 额定温度
　　实际工作温度不能超出额定温度范围。
　　■ 所以选择0.1uF/275VAC绝缘等级为X2的安规电容，主要抑制差模干扰。
　　3.整流桥B1
　　（1） 整流桥承受的最大反向耐压VRRM
　　
　　

　　（2） 额定电流I rating
　　整流桥的额定电流与保险管的额定电流相同，选择大于0.392A的额定电流即可。
　　（3） 整流桥正向导通压降VF
　　与效率有关。VF越小，消耗的导通功耗就越小，效率越高。
　　（4） 额定温度
　　实际工作温度不能超出额定温度范围。
　　■ 所以选择VRRM大于562V，Irating大于0.392A，VF尽量小的整流桥。
　　4.二极管D1，D2，D3
　　（1） 最大反向耐压VRRM
　　

　　（2） 额定电流I rating
　　由于开机时导通电流都要留过D2，所以二极管的额定电流与保险管一样，选择大于0.392A的额定电流。
　　（3） 反向恢复时间trr
　　由于输入电压是低频，所以trr的大小对电路没什么影响，可以不考虑。
　　（4） 额定温度
　　实际工作温度不能超出额定温度范围。
　　■ 所以选择VRRM大于225V，I rating大于0.392A的二极管。
　　5.电解电容C2，C3
　　（1） 电容耐压Vdss
　　电容的耐压与二极管D1，D3的反向耐压相同，也是大于225V;
　　（2） 电容容量C
　　选择合适的电容，使电容在充放电的过程中能够保证后级电路所需要的能量。要保证系统的正常工作，电容上的最小电压应该为最大输出电压的两倍以上，所以整流后最小直流电压：
　　

　　输入电容应能够保证在最小的输入电压下，为后级电路提供足够的能量，所以电容
　　

　　由于上面的计算取的放电时间为1/4f（其中f为输入交流电压的频率），实际放电时间并没有这么长，所以电容的容值可以取小些，实测中发现47uF/250V的电容即可满足要求。
　　（3） 电容类型
　　由于用到的电容容量较大，一般使用铝电解电容。
　　（4） 等效串联阻抗ESR
　　ESR越小，损耗越小。
　　（5） 额定温度
　　实际工作温度不能超出额定温度范围。
　　（6） 体积
　　实际应用中会受到体积的限制，而电解电容体积较大，所以要注意体积是否能满足要求。
　　（7） 使用寿命
　　由于一般LED使用的寿命比电解电容的寿命长，所以尽量选择寿命长的电解电容。
　　■ 所以选择耐压大于或等于250V，电容值大于或等于47uF，低ESR值，寿命长的电解电容。