基于TinySwitch-Ⅲ的LED驱动电源设计

CD箝位保护电路设计

反激式变换器由于变压器漏感的存在及其它分布参数的影响，在开关管关断瞬间会产生很大的尖峰电压，这个尖峰电压严重威胁着开关管的正常工作，必须采取措施对其进行抑制。本设计采用结构简单、成本低廉的RCD箝位电路。根据

?

选取箝位电容。

3.3 高频变压器设计

由于变压器在电路中兼有储能、限流和隔离作用，还要流过直流成分，因而是整个设计中的难点和关键。为了合理选择变压器的磁芯，确定初级、次级线圈的线径、匝数及气隙等参数，必须对磁场强度、传输功率、传输效率、初级和次级峰值电流等多项参数进行分析计算。计算方法多种多样，但计算结果相差不大。本设计采用了PIXls Designer 8软件，计算相当简单，仅需输入相关设计参数，软件就会输出所需的变压器设计参数：初级线圈电感量Lp=2917 μH;初级匝数：Np=90.7(实际设计中取91);初级绕组电流密度：4A/mm2;次级主绕组圈数NSM=14;磁芯选择：EE22，相关参数：骨架绕组宽度Bw=8.45 mm，磁芯截面积AE=42 mm2，带气隙磁芯等效电感量ALG=312 nH/T2，最大磁通密度BM=274 mT，磁芯损耗中的交流磁通密度BAC=80 mT;气隙长度LG=0.147 mm;初级漏感L_LKG=87.5 μH;次级走线电感LSEC=20 nH。

软件给出的参数都是经过一定优化得到的，故实际设计中优先选用这些推荐参数，实践证明这样做是合理且高效的。

3.4 输出整流滤波电路设计

输出整流滤波电路由整流二极管和滤波电容构成。整流二极管D7选用肖特基二极管可降低损耗并消除输出电压的纹波，根据公式UD7=U。+[UinMAX·(Ns/Np)]设计D7并选用额定电压为100 V的SBll00，与D7并联的RC缓冲吸收电路可以减少尖峰电压的幅度和减少电压波形的变化率，还降低了射频辐射的频谱成分，有益于降低射频辐射的能量;电容器C8一般应选择低ESR(等效串联阻抗)的电容。为提高输出电压的滤波效果，滤除开关器件所产生的噪声，在整流滤波环节的后面再加一级LC滤波环节。

3.5 反馈电路设计

反馈电路的形式由输出电压的精度决定，本电源采用“光耦+稳压管”形式反馈电路，光耦选LTV817A，VR2是额定电压为18 V容差为2%的稳压管。电源输出端电压由VR2、LTV817A和R4两端的电压决定。当输出电压变化时，电流流向光耦LED，从而下拉光耦中晶体管的电流。当电流超过TNY275PN使能引脚的阈值电流时，将抑制下一个周期，当下降的电压小于反馈阈值时，会使能一个开关周期，通过调节使能周期的数量，对输出电压进行调节。

当反馈电路出现故障时，即在开环故障时，偏置电压超过R7与旁路/多功能(BP/M)引脚电压之和时，电流流向BP/M引脚。当此电流超过ISD(关断电流)时TNY275PN的内部锁存关断电路将被激活，从而保护负载LED照明灯具。由于本设计使用了偏置绕组(可实现输出过压保护)将电流送人BP/M引脚，抑制了内部高电压电流源，这样的连接方式将265 VAC输入时的空载功耗降低到40 mw，有效地降低了功耗。

4 结语

本文设计了一种基于TinySwitch-Ⅲ的LED驱动电源电路，分析了其工作原理和设计方法。综合考虑了几个关键环节并阐述了各外围电路的功能特性，给出了合理设计相关电路参数的依据，特别是利用PIXls Designer8软件设计变压器参数，大大缩短了LED驱动电源的开发周期。经验证，该电源具有变换效率高(82%)、稳定性好、可靠性高等优点，可以为同类LED驱动电源设计提供一定的参考和借鉴。