PT4209采用了先进的自适应判断方法。在输出二极管关断后,芯片内部记录振荡周期,并将其补回到下一个周期的tdis的计算中。这样做不仅可以保证精确的采到tdis,系统不需要增加任何元件,也使得芯片对不同系统的适应性更强。

此外,对于PCB的走线,Rcs的地要和芯片地接在同一点;整流桥后端电容、变压器原边、MOS管和Rcs四个元件组成的回路要尽可能小;芯片DRV脚、Rdrv和MOS管G极组成的驱动回路也要尽可能短。这样才能保证Vcs的峰值检测尽可能准确。

系统效率和启动时间的影响因素和提高手段

前文已经提到,PT4209采用准谐振开通的方式,在低压甚至零压时开通MOS管,极大降低了开关管的开通损耗。实际参数设计时,在保证MOS耐压安全的前提下,可以尽量提高反射电压Vr的值,进一步降低高压输入时的开关损耗。适当增加RCD snubber(电压关断型缓冲器)电路的Vclamp值,减小Rdrv值,也能加快开关速度,降低开关损耗。但该法会恶化系统EMI性能,需要折中考虑。

另外,由于PT4209这类芯片拓扑结构的固有特点,原边需要进行PFC.输入电容较小,抑制输入交流纹波的任务落在了输出电容之上,加之对于输出电压纹波有小于5%(一级标准)的要求,输出电容会选择的较大。这样要使上电后不出现UVLO,Vcc电容也要适当加大,而Rst电阻因为效率问题一般要选1M以上,更加减慢了上电时间。PT4209借鉴了开关电源中常用的加速启动的方法,上电后强制拉高Vcomp值,启动时原边以OCP方式工作。然后,再通过闭环控制将Vcomp值降到正常值。通过此方法,能够使得系统在全电压输入范围内,将启动时间控制在0.5s以内。这样做在一些特定的系统中,可能会造成LED启动过流的现象,但由于人眼的视觉暂留,一般很难被人眼所察觉。同时,系统也可以通过减小Ccomp、增大Vins采样分压变比 、增大Cout、降低Vr或将DET脚1.25V时对应的Vout抬高等多种手段,避免过冲的发生。

系统测试波形和实验数据

系统测试波形和实验数据如图3所示。实测LED启动时间小于0.5s,效率高于90%.另外,PT4209还具有PWM调光、模拟调光两个调光功能,调光信号从DIM脚输入,能够轻松做到1%以下的调光精度,整个调光过程线性度也非常好。如果用户需要带可控硅调光的功能,在PT4209的基础上,华润矽威公司又同步推出了带可控硅调光的芯片PT4208.该芯片所需外围元件较少,真正做到了无闪烁TRIAC调光。上述两款芯片的详细系统设计过程和测试数据可以参考PT4209、PT4208的芯片手册和应用说明。

基于PFC方案的LED驱动芯片设计

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