3W-GU10-隔离式LED驱动电源解决方案

3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案©Copyright2010PowerIntegrations2GU10隔离式LED驱动电源的设计难点GU10LED电源的设计难点•要求尺寸小并易于装入GU10壳体内•要求高效率保证高温环境下电源温升不超标•电源尺寸小要求元器件少考验恒流精度设计•电源尺寸小要求元器件少考验EMC设计•电源尺寸小考验安规设计•要求在宽电源范围内耐用可靠PI的解决方案•LNK605DG热量上升类似一个“烤炉”类似一个“烤炉”类似一个“烤炉”要求尺寸小的电源©Copyright2010PowerIntegrations33WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605D工作原理图可选的偏置供电元件，满足50mW空载功耗的要求，同时提升平均效率频率调制技术以及将IC源极用于散热有助于降低EMI，因而可以采用较小的π型滤波元件85kHz的开关频率可以使用很小的EE13变压器©Copyright2010PowerIntegrations4装配图示3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG体积小可放入GU10驱动器的设计尺寸使得电源易于安装于有2个螺丝安装孔的GU10灯具外壳中将LED驱动器装入GU10外壳中的成品GU10外壳©Copyright2010PowerIntegrations5效率AC输入电压90V115V150V200V230V265V效率75.5%77.0%77.5%77.1%76.5%75.0%3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG高效率抑制温升©Copyright2010PowerIntegrations6输入：90VAC，环境温度：70℃输入：264VAC，环境温度：70℃器件温度温度U1(LNK605DG)112115T1(绕组)96.197T1(磁芯)101.1102.5D3(SS110)94.794.9C1(3.3uF/400V)92.991C2(3.3uF/400V)93.391.63WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG高温环境(70ºC)下温度特性©Copyright2010PowerIntegrations7IOUT(50mA/div)VOUT(2V/div)IOUT(50mA/div)VOUT(2V/div)IOUT(50mA/div)VOUT(2V/div)IOUT(50mA/div)VOUT(12V/div)3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG输出特性(±10%的恒流精度)无光耦无TL431只采用两个电阻来调整输出电压和电流。IC具备输入高低压恒流点补偿的功能AC输入:90VACAC输入:120VACAC输入:230VACAC输入:264VAC©Copyright2010PowerIntegrations8材料:1.磁芯:EE13(铁氧体TDKPC40或相当)2.骨架:EE13水平式(4pin+4pin)3.漆包线(初级):Type2-UEW4.绕线(次级):三层绝缘线5.层间绝缘胶带:3M1298或相当初级侧BA80T16T15T128三层绝缘线0.2mmx116T–次级2UEW0.15mmx140T–初级2UEW0.21mmx130T–屏蔽8(F)7(S)1(F)B(结束)1(S)A(起绕)7130T特氟龙套管2UEW0.15mmx140T–初级屏蔽2UEW0.4mm15T–偏置&反馈2层胶带次级侧NCNC(F)2(S)1层胶带x3层胶带初级次级偏置/反馈原理图电特性:1.初级感量(Lp)=1.1mH±7%@80KHz,0.4V2.初级漏感最大30uH3.电气绝缘=3kV,50/60Hz,1min组装:1.将磁芯安装在骨架上，然后浸漆，最后用胶带包裹变压器设定80kHz开关频率，简易EE13设计•只有4个绕组•无多线并绕绕组3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG简易EE13变压器的设计©Copyright2010PowerIntegrations9230VAC115VACQPAVQPAVPI的频率调制技术、IC源极用于散热以及PI专利的E-Shield变压器屏蔽技术可以极大地改善EMI裕量•变压器中不需采用铜箔作为屏蔽较低的初级峰值电流增大了差模EMI的裕量•较高的工作频率可以实现初级侧峰值电流较低的设计散热引脚为MOSFET源极的电位3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG低成本EMI设计过传导测试©Copyright2010PowerIntegrations10底层(焊接面)次级侧初级侧顶层(元件面)3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG元器件少易于过安规22个器件PrimarySideSecondarySideAC输入DC输出LNK605DG元件面©Copyright2010PowerIntegrations11测量条件：265VAC输入情况下上电，输出连接300mA负载结果：通过最大漏极电压＝548VPK在交流输入380VAC时仍能正常工作•在发展中国家（印度，中国，俄罗斯等）产品具有更高的可靠性3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG内置700VMOSFET可靠性高©Copyright2010PowerIntegrations12ESD(kV)测试结果10通过11通过12通过13通过14通过注：初次级之间的绝缘材料有助于ESD测试3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG通过14kVESD©Copyright2010PowerIntegrations133WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG雷击测试通过2kV测试标准：EN61000-4-5顶层(元件面)©Copyright2010PowerIntegrations14在90VAC的启动时间•小于10ms3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG启动时间小于10msLNK605DG启动时通过漏极自供电。其他方案使用VCC供电，启动时间由RC时间常数确定。©Copyright2010PowerIntegrations153WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG启动时间小于10ms交流输入直流输出6.5mS5V/Div200V/Div5mS/Div©Copyright2010PowerIntegrations16高度集成，元件数目少满足GU10外壳要求高效率：75%，在70度的高温环境下温升不超标安规：满足对爬电距离和空间距离的要求EMI：传导10dB余量宽电压输入范围恒流精度小于±10%，适用于全球范围的应用ESD:通过14kV雷击：通过2kV启动时间：10毫秒，适合于照明应用过温保护可以很好的保护整个LED产品3WGU10隔离式LED驱动电源解决方案LNK605DG总结基于LinkSwitch-II的其它LED驱动电源方案©Copyright2010PowerIntegrations18设计特点•元件数目：24•效率78%•无Y电容•集成过温保护•启机速度快使用LNK606DG的17.5V、300mALED驱动电源LNK606DG©Copyright2010PowerIntegrations19设计特点•元件数目：22•效率71%•无Y电容•集成过温保护•启机速度快使用LNK606DG的4.2V、750mALED驱动电源©Copyright2010PowerIntegrations20设计特点：•元件数目：20•效率70%•无Y电容•集成过温保护•启机速度使用LNK605DG的9.6V、350mALED驱动电源©Copyright2010PowerIntegrations21使用LNK605DG的12V、350mALED驱动电源(DER-186)80kHz的设计减小了电感尺寸(EE10磁芯)700VMOSFET允许Clampless(无箝位)方式工作非常高的效率80%22.9mm43.2mm无箝位设计©Copyright2010PowerIntegrations22中心抽头电感的Buck电路：在非隔离LED驱动电源应用中提高了效率中心抽头电感Buck拓扑结构非常适合高输入输出电压比(VIN/VOUT)的非隔离式LED驱动电源较低的IRMS开关电流•降低导通损耗，提高效率使用低压肖特基二极管•比600V超快速二极管的导通损耗更低抽头电感传统的Buck变换器电感抽头的Buck变换器Isc©Copyright2010PowerIntegrations23基极驱动方式的BJT方案不适合于高可靠要求的LED驱动电源应用驱动基极的BJT降低了反向偏置的SOA(安全工作区)范围•基极电流尖峰或者VBE(off)的减小会造成三极管的损坏由于BJT的可靠性比较差，一些电源供电器制造商不接受BJT的电源方案PIMOSFET安全工作区BJT安全工作区的危险区域©Copyright2010PowerIntegrations24Thank-YouForYourTime!