设计范例报告 标题 使用LYTSwitchTM-0 LYT0006P/D设计的12 W 非调光、非隔离降压式LED驱动器 规格 190 VAC – 265 VAC输入；85 VNOM， 135 mA输出 应用 T8灯管替换应用 作者 应用工程部 文档编号 日期 修订版本 DER-384 2013年10月8日 1.0 特色概述 • 单级高功率因数校正（在230 VAC下PF>0.7）与精确恒流(CC)输出相结合 • 元件数量少、印刷电路板(PCB)占用面积小的低成本解决方案 • 极高能效，在VAC输入范围内效率>90% • 快速启动时间(<100 ms) – 无可见延迟 • 集成的保护及可靠性能 • 单脉冲空载保护 • 输出短路保护，带自动恢复功能 • 自动恢复迟滞热关断可同时保护元件和印刷电路板 • 在AC电压缓降条件下不会造成任何损坏 • 满足IEC振铃波、差模输入浪涌和EN55015传导EMI要求 专利信息 此处介绍的产品和应用（包括产品之外的变压器结构和电路）可能包含一项或多项美国及国外专利，或正在申请的美国或国外专利。 有关Power Integrations专利的完整列表，请参见www.powerint.com。Power Integrations按照在<http://www.powerint.com/ip.htm>中所述 规定，向客户授予特定专利权利的许可。 Power Integrations 5245 Hellyer Avenue, San Jose, CA 95138 USA. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 目录 1 2 3 4 简介 ............................................................................................................................ 3 电源规格 ..................................................................................................................... 5 电路原理图.................................................................................................................. 6 电路描述 ..................................................................................................................... 7 4.1 输入EMI滤波........................................................................................................ 7 4.2 LYTSwitch-0 ........................................................................................................ 7 4.3 输出整流 .............................................................................................................. 8 4.4 输出反馈 .............................................................................................................. 8 4.5 空载保护 .............................................................................................................. 8 5 PCB布局 ..................................................................................................................... 9 6 物料清单(BOM)......................................................................................................... 10 7 电感设计表格 ............................................................................................................ 11 8 性能数据 ................................................................................................................... 13 8.1 带载模式效率 ..................................................................................................... 14 8.2 输出电流调整 ..................................................................................................... 15 8.2.1 不同线电压和负载下的输出电流调整 .......................................................... 15 8.3 负载调整 ............................................................................................................ 16 8.4 功率因数 ............................................................................................................ 17 9 热性能 ....................................................................................................................... 18 9.1 所用设备 ............................................................................................................ 18 9.2 热结果................................................................................................................ 19 9.3 热扫描................................................................................................................ 20 10 波形 .......................................................................................................................... 22 10.1 漏极电压和电流，正常工作 ............................................................................ 22 10.2 输出短路时的漏极电压和电流 ........................................................................ 25 10.3 漏极电压和电流启动特征 ............................................................................... 26 10.4 输出电流启动特征 .......................................................................................... 27 10.5 输入-输出特征 ................................................................................................ 28 10.6 电压跌落和浪涌 .............................................................................................. 30 10.7 一次性空载保护 .............................................................................................. 31 10.8 电压跌落/缓升 ................................................................................................ 32 11 输入浪涌 ................................................................................................................... 33 12 传导EMI .................................................................................................................... 35 13 版本历史 ................................................................................................................... 40 重要说明： 虽然本电路板的设计满足安全隔离要求，但工程原型尚未获得机构认证。因此，必须使用 隔离变压器向原型板提供AC输入，以执行所有测试。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第2页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 1 简介 TM 本文档介绍的是一款使用LYTSwitch -0系列器件(LYT0006D)设计的高度紧凑、高性价比 的降压式电源。 图1 – 装配后的电路板 该电源可以在190 VAC至265 VAC的输入电压范围内进行工作。DC总线电压非常高，足以 在使用降压拓扑时支持85 V输出。在降压式转换器中，输出电压必须始终低于输入电压。 此外，输出电压还受到LYTSwitch-0最大占空比的限制（这也要求输入电压必须高于输出 电压）。 本参考设计并不局限于镇流灯应用的LED灯管；由于设计简单，设计布局可轻易进行修 改，以装入替换灯中。 图2 – 装配后的电路板，P封装（顶视图） 第3页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 图3 – 装配后的电路板，P封装（底视图） 图4 – 装配后的电路板，D封装（顶视图） 图5 – 装配后的电路板，D封装（底视图） 图6 – 有2个LYTSwitch-0封装选项可供该应用选用 - 唯一的差异是温升，P封装低5 °C Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第4页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2 电源规格 下表所列为设计的最低可接受性能。实际性能可参考测量结果部分。 说明 符号 最小值 典型值 最大值 输入 输入电压 VIN 190 频率 fLINE 47 50/60 VOUT IOUT 83 85 82 输出 输出电压 输出电流 总输出功率 连续输出功率 效率 240 VAC；85 V LED 265 η 90 PF 0.7 备注 VAC 双导线 – 无P.E. 工作频率不受限制。如果应用 采用400 Hz线电压频率， 则请调整检测电阻。 Hz 88 12 POUT 单位 V mA 200 VAC - 240 VAC时为±4% W % 在POUT、 25 ºC条件下测得 功率因数 240 VAC；85 V LED 在POUT、25ºC条件下测得 环境 传导EMI 满足CISPR22B / EN55015B要求 1.2/50 μs浪涌， 输入浪涌 差模(L1-L2) 1 kV 振铃波(100 kHz) 差模(L1-L2) 2.5 kV 第5页（共41页） IEC 1000-4-5， 串联电阻： 差模：2 Ω 500 A短路串联电阻： 差模：2 Ω Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 3 电路原理图 图7 – 电路原理图 注意：齐纳二极管VR1是可选元件，用于提供一次性空载保护。有关其他的OVP保护选项，请参考应用指南 AN-60。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第6页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 4 电路描述 图7所示的电源在高端降压式配置中采用了LYT0006P (U1)，用以提供135 mA的恒流 输出，输出电压为85 VDC。该电源用于驱动LED，而LED需要始终获得恒流(CC)电源的 驱动。 4.1 输入EMI滤波 保险丝RF1提供短路保护。二极管D1、D2、D3和D4共同形成一个提供全波整流的全桥， 可获得良好的功率因数。在布局中使用四个单独的二极管，而不是一个单独的封装，用以 平均分配功率耗散（热量）并降低成本。电容C1和C2以及差模扼流圈L2形成一个π滤波 器，用以满足传导EMI标准。电容C1和C2还可用来储存能量，以降低线路噪声和提供输入 浪涌保护。在电路板上放置了一个额外的共模扼流圈(L1)，以便需要提供更大的电感量来 满足系统的EMI要求。 对于1 kV及以上的差模输入浪涌，RCD（C6、D6、R4和R5）电路和MOV (RV1)用来箝位 2 来自输入线路的浪涌能量。对于2 kV及以上的浪涌，可使用一个具有较高I t额定值的普通 保险丝来替代RF1。对于500 V差模输入浪涌，可去除RCD电路。2.5 kV的差模输入浪涌只 需要RV1来提供AC整流器保护。 本参考设计的滤波器经过优化，能够实现高PF。通过正确的组合以及π滤波器和输出电压 的优化，可在额定输入下实现0.7的PF值。 4.2 LYTSwitch-0 使用LYTSwitch-0能够设计出简单的高性价比LED驱动器，它不仅具有良好的线电压调整 率，而且温度调整范围介于0至100ºC之间（LYTSwitch-0壳体温度）。PIXls设计表格通过平 衡功率电感和检测电阻可以实现最佳的线电压调整率。总输入电容经过优化，能够提供最可 能高的功率因数，具体做法是降低输入电流中的失真度并将输入电流扩散到整个AC周期。 LYTSwitch-0产品系列具有内置的发热限制，可以在灯泡的工作温度过高时对电源提供 保护。 降压式转换器级包括LYT0006D (U1)内的集成功率MOSFET开关、续流二极管(D5)、检测 电阻（R2和R3）、功率电感L3和输出电容(C5)。转换器大部分时间都在非连续导通模式 (DCM)下工作，以便提供所需的输出电流。该设计选用了一个快速续流二极管，用来将开 关损耗降至最小。 在电源转换器中使用了一个现成有售的标准电感，用来降低设计成本。 降低输出电容(C5)的电容值并不会限制驱动器的工作。实际上，可以在要求低输出电流纹 波的直接驱动应用中去除C5。 第7页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 4.3 2013年10月8日 输出整流 对于此功率水平，功率电感大部分时间都在连续导通模式下进行工作，设计中采用了 一个快速输出二极管(D5)，用来降低反向电流（建议tRR <35 nS），从而实现高效率和低热 工作。 4.4 输出反馈 调整通过跳过开关周期得以维持。当输出电流增大时，进入反馈(FB)引脚的电压将随之 升高。如果该电压超过VFB，将跳过随后的开关周期，直到电压降低到VFB以下。输出电流 由R2和R3检测并由C4滤波，然后反馈至FB引脚并与内部参考进行比较，从而提高调整 精度。实现良好的线电压调整率的关键在于，在计算出最小电感量后平衡功率电感和检测 电阻的取值。这可以通过PIXIs设计表格来完成。 旁路电容(C4)连接在FB引脚和源极(S)引脚之间，有助于在检测输出电流时降低功耗。电容 可以为FB引脚提供采样和维持反馈电流的信息。在FB引脚和C4之间不需要放置限流电 阻，因为峰值电压不会超出器件的最大额定值。 4.5 空载保护 本设计中集成了可选的一次性空载保护电路。在出现意外空载工作的情况，输出电容将受 到VR1的保护。齐纳二极管VR1需要在故障后进行更换。有关其他的OVP保护选项，请参 考应用指南AN-60。 在实际工作中（LED替换灯），负载是始终保持连接，VR1并非必要元件，因此可去掉 VR1以节省成本。对于意外负载断开，特别是在制造过程中的板级测试期间，可以先向输 入端施加70 VAC的电压，然后测量输出电流以确定负载是否已断开。这种测试允许对电路 板进行安全无损的初始上电，而不需要过压保护电路。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第8页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 5 PCB布局 图8 – DIP-8 P封装印刷电路板布局（顶视图） 图9 – P封装印刷电路板布局（底视图） 图10 – SO-8 D封装印刷电路板布局（顶视图） 图11 – D封装印刷电路板布局（底视图） 第9页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 6 物料清单(BOM) 项 数量 参考序号 说明 生产商元件编号 生产厂商 1 1 C1 100 nF，400 V，薄膜 ECQ-E4104KF Panasonic 2 1 C2 330 nF，450 V，METALPOLYPRO ECW-F2W334JAQ Panasonic 3 1 C3 100 nF，25 V，陶瓷，X7R，0603 VJ0603Y104KNXAO Vishay 4 1 C4 22 μF，16 V，陶瓷，X7R，0805 C2012X5R1C226K TDK 5 1 C5 68 μF，100 V，电解，通用，(10 x 16) UHE2A680MPD Nichicon 6 1 1.0 μF，450 V，电解，NHG，(8 x 11.5) ECA-2WHG010 Panasonic 7 4 DL4007-13-F Diodes, Inc. 8 1 C6 D1 D2 D3 D4 D5 超快二极管，600 V，2 A HE SMC，DO-214AB STTH2R06S ST Micro 9 1 D6 600 V，1 A，整流管，玻璃钝化，DO-213AA (MELF) DL4005-13-F Diodes, Inc. 10 1 L2 4.7 mH，0.150 A，20% RL-5480-3-4700 Renco Elect 11 1 L3 3.9 mH，0.250 A，20% RL-5480HC-4-3900 Renco Elect 12 1 R1 4.7 kΩ，5%，1/8 W，厚膜，0805 ERJ-6GEYJ472V Panasonic 13 2 R2 R3 31/8Ω，1%，1/8 W，厚膜，0805 ERJ-6ENF30R1V Panasonic 14 2 R4 R5 180 kΩ，5%，1/4 W，厚膜，1206 ERJ-8GEYJ184V Panasonic 1 MΩ，5%，1/4 W，厚膜，1206 ERJ-8GEYJ105V Panasonic 电气 1000 V，1 A，整流管，玻璃钝化，DO-213AA (MELF) 15 1 R7 16 1 RF1 10 Ω，5%，2 W，线绕，可熔 17 1 RV1 275 V，23 J，7 mm，径向 18 1 U1 19 机械 1 VR1 16 1 WIRE(V-) 17 1 WIRE (L) 18 1 19 20 LYTSwitch-0，DIP-8B FW20A10R0JA Bourns V275LA4P Littlefuse LYT0006P/D Power Integrations 1N4764A-TAP Vishay 导线，UL1007,# 24 AWG，黑色，PVC，4" 1007-24/7-0 Anixter 导线，UL1007,# 24 AWG，蓝色，PVC，4" 1007-24/7-6 Anixter WIRE(V+) 导线，UL1007,# 24 AWG，红色，PVC，4" 1007-24/7-2 Anixter 1 WIRE(N) 导线，UL1007,# 24 AWG，白色，PVC，4" 1007-24/7-9 Anixter 1 PCB 100 V，5%，1 W，DO-41 FR4，0.31，1 Oz Cu (0.65” X 7.0“) Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第10页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 7 电感设计表格 ACDC_LYTSwitchZero_052813； 修订版0.8；版权所有 Power Integrations 2013 输入变量 输入 信息 输出 单位 LYTSwitchZero_Rev_0-8.xls： LYTSwitchZero设计表格 Volts 最小AC输入电压 Volts Hertz Volts mA W 最大AC输入电压 线电压频率 输出电压 输出电流 VACMIN VACNOM VACMAX FL VO IO Pout 190 230 265 50 85 135 190 230 265 50 85 135 11.5 效率 0.90 0.90 CIN DC输入变量 VMIN VMAX LYTSwitchZero LYTSwitchZero ILIMIT ILIMIT_MIN ILIMIT_MAX FSMIN IRMS VDS 二极管 0.43 0.43 uF 85.70624 374.7666 Volts Volts 最小DC总线电压 0.375 0.33275 0.401 62000 110.4053 4.8375 Amp Amp Amp Hertz mA Volts 典型电流限制 最小电流限制 最大电流限制 最小开关频率 通过LYTSwitch的预计RMS电流 最大导通状态漏-源极电压降 0.7 400 1 BYV26C Volts Volts Amp 续流二极管正向电压降 续流二极管推荐的PIV额定值 推荐的二极管连续电流额定值 建议的续流二极管 LYT0006 VD VRR IF 二极管推荐 输出电感 磁芯类型 现成有售 LYT0006 现成有售 磁芯尺寸 自定义磁芯 AE LE AL BW NL BP LG OD INS DIA 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 不适用 AWG 不适用 CM 不适用 CMA 不适用 第11页（共41页） 总体效率估计值（调整以匹配计算值， 或输入实测效率） 输入滤波电容 mm^2 mm nH/T^2 mm 高斯 mm 在铁氧体磁芯与现成有售磁芯之间进行 选择 选择磁芯尺寸 输入定制磁芯描述（如使用） 磁芯等效截面积 磁芯等效路径长度 无气隙磁芯等效电感量 骨架绕线宽度 电感的圈数 峰值磁通密度 气隙长度 初级绕组最大线径（包括绝缘层） 估计的总绝缘层厚度（= 2 * 膜厚度） 裸线直径 初级绕组的导线规格（如果计算出的线 径在两种标准线径之间，则使用较小线 规的导线） 以Cmil为单位的裸线等效面积 !!! 提高 CMA > 200（增加L（初级绕组 层数），减小NS，使用较大磁芯） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 L LP IO_Average ILRMS FEEDBACK COMPONENTS RFB CFB 输出调整 IO_VACMIN IO_VACNOM IO_VACMAX 2013年10月8日 不适用 3510 15.05 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com uH mA mA 输出电感，推荐的标准值 平均输出电流 估计的RMS电感电流（在VMAX下） 15.05 22 Ohms uF 反馈电阻。使用最接近标准1%的值。 反馈电容 135.7396 136.7358 135.3795 mA mA mA 3510 135.7396 174.5175 输出电流（在VACMIN下） 输出电流（在VACNOM下） 输出电流（在VACMAX下） 第12页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 8 性能数据 所有测量均在室温(≈25 ºC)下进行，除非另有指定。 输入 VAC 频率 (VRMS) (Hz) 输入测量 VIN (VRMS) IIN (mARMS) 190 200 220 240 265 50 50 50 50 50 189.93 199.89 219.95 239.93 264.97 83.76 81.65 78.22 75.75 73.32 190 200 220 240 265 50 50 50 50 50 189.95 199.89 219.95 239.93 264.97 84.98 82.94 79.45 76.78 74.40 190 200 220 240 265 50 50 50 50 50 189.95 199.89 219.95 239.93 264.97 86.14 84.04 80.51 77.84 75.55 PIN (W) PF VOUT (VDC) LED负载测量 IOUT POUT (mADC) (W) VOUT最小值 12.377 0.778 82.0 12.432 0.762 82.0 12.460 0.724 82.0 12.459 0.686 82.0 12.464 0.642 81.9 VOUT额定值 12.777 0.792 85.0 12.818 0.773 85.0 12.924 0.740 85.1 12.922 0.701 85.1 12.930 0.656 85.1 VOUT最大值 13.173 0.805 88.1 13.230 0.788 88.1 13.307 0.752 88.2 13.391 0.717 88.2 13.417 0.670 88.2 调整率 (%) 效率 (%) 136.2 136.6 136.6 136.2 135.8 11.190 11.230 11.220 11.180 11.140 0.89 1.19 1.19 0.89 0.59 90.41 90.33 90.05 89.73 89.38 135.7 136.1 136.9 136.5 136.1 11.580 11.600 11.670 11.630 11.590 0.52 0.81 1.41 1.11 0.81 90.63 90.50 90.30 90.00 89.64 135.4 135.8 136.3 136.7 136.4 11.970 12.000 12.050 12.080 12.050 0.30 0.59 0.96 1.26 1.04 90.87 90.70 90.55 90.21 89.81 表1 – 被测电源测试数据 第13页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 8.1 2013年10月8日 带载模式效率 91.5 82 V 85 V 88 V 91.0 Efficiency (%) 90.5 90.0 89.5 89.0 88.5 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 280 Input Voltage (VRMS) 图12 – 不同AC输入电压下的效率，190-265 VAC (60 Hz)输入 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第14页（共41页） 2013年10月8日 8.2 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 输出电流调整 8.2.1 不同线电压和负载下的输出电流调整 4 82 V 85 V 88 V 3 Regulation (%) 2 1 0 -1 -2 -3 -4 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 Input Voltage (VRMS) 图13 – 负载调整率，室温 第15页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 280 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 8.3 2013年10月8日 负载调整 200 190 V 230 V Output Current (mA) 180 265 V 160 140 120 100 80 60 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Output Voltage (VAC) 图14 – 190 V、230 V和265 V下的负载调整率。本设计可以在较宽的工作输出电压范围内工作。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第16页（共41页） 2013年10月8日 8.4 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 功率因数 0.90 82 V 85 V 88 V 0.85 Power Factor 0.80 0.75 0.70 0.65 0.60 0.55 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270 Input Voltage (VRMS) 图15 – 不同LED电压下的功率因数性能 第17页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 280 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 9 热性能 9.1 所用设备 交流电源供应器： Chroma可编程交流电源供应器 型号： 6415 瓦特表： 数据记录器： Yokogawa功率表 型号：WT2000 Agilent 图16 – LED驱动器插入T8（2英寸灯管）进行热评估 图17 – LED驱动器热装置装入T8灯管壳体 图18 – 采用热电耦设置的热装置 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第18页（共41页） 2013年10月8日 9.2 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 热结果 输入：190 V/50 Hz 负载：85 V/135 mA LED负载 器件位置 单位 测量 外部环境温度 °C °C °C °C °C °C 36.8 内部环境温度 桥(D2) LYT0006P/D (U1) 功率电感(L2) 输出二极管(D5) 42.7 50.0 49.0 44.0 50.0 表2 – 热测量 第19页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 9.3 2013年10月8日 热扫描 在25°C环境温度下进行敞开式热测量。在测量之前，被测电源连续工作1小时，以达到 稳态。 图19 – LYT0006P器件温度(°C) 图20 – LYT0006D器件温度(°C) 图21 – EMI扼流圈；L1温度(°C) 图22 – D1温度(°C) Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第20页（共41页） 2013年10月8日 图23 – D5续流二极管温度(°C) 第21页（共41页） DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 图24 – PCB底部的温度(°C) Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 10 波形 10.1 漏极电压和电流，正常工作 跳过周期是正常的，因为它们是用来调整输出电流的模式。这些跳过周期每次在检测电阻 （R2和R3）的电压降达到1.65 V时出现。如果在50 ms内没有至少一次脉冲丢失，电源将 进入自动重启动模式。 在有些具有较高功率电感且大部分时间都在CCM模式下工作的设计中，可能会出现反向 电流。通过增大器件尺寸、增大输入电容或添加一个漏极阻断二极管可以避免这种情况。 有关详细信息，请参阅应用指南AN-60。 图25 – 190 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：2 ms/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 图26 – 220 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：2 ms/格 第22页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 图27 – 240 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：2 ms/格 图28 – 265 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：2 ms/格 图29 – 190 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：10 μs/格 图30 – 220 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：10 μs/格 第23页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 图31 – 240 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：10 μs/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 2013年10月8日 图32 – 265 VAC，50 Hz，额定VLED负载 F1（橙色）：VD-S，200 V/格 Ch1（黄色）：VBULK-GROUND，100 V/格 Ch2（黄色）：VS-G，100 V/格 Ch3（蓝色）：IDRAIN，500 mA/格 时间量程：10 μs/格 第24页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 10.2 输出短路时的漏极电压和电流 器件在规格范围内工作，没有发现电感饱和。 图33 – LYT0006D输出短路。190 VAC。 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN， 0.5 A/格 时间量程：2 ms/格 图34 – LYT0006D输出短路。190 VAC。 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN， 0.5 A/格 时间量程：10 μs/格 图35 – LYT0006D输出短路。265 VAC。 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN， 0.5 A/格 时间量程：2 ms/格 图36 – LYT0006D输出短路。265 VAC。 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN， 0.5 A/格 时间量程：10 μs/格 第25页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 10.3 漏极电压和电流启动特征 器件在规格范围内工作，没有发现电感饱和。 图37 – 190 VAC/50 Hz启动 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN，0.5 A/格 F1：VD-S，200 V/格 时间量程：2 ms/格 图38 – 190 VAC/50 Hz启动 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN，0.5 A/格 F1：VD-S，200 V/格 时间量程：20 μs/格 图39 – 265 VAC/50 Hz启动 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN，0.5 A/格 F1：VD-S，200 V/格 时间量程：2 ms/格 图40 – 265 VAC/50 Hz启动 Ch1：VBULK，100 V/格 Ch2：VS-G，100 V/格 Ch3：IDRAIN，0.5 A/格 F1：VD-S，200 V/格 时间量程：5 μs/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第26页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 10.4 输出电流启动特征 输出电流/光在一个AC周期(100 ms)内即会出现。 图41 – 190 VAC，50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：20 ms/格 图42 – 220 VAC，50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：20 ms/格 图43 – 240 VAC，50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：20 ms/格 图44 – 265 VAC，50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：20 ms/格 第27页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 10.5 输入-输出特征 对可以添加的输出电容量没有限制。如果应用要求较小的输出电流纹波，则增加输出电容 值，直至达到所需的水平。请注意，下面的输出电流波形将根据不同的LED负载阻抗而变 化，也因LED类型而异。具有较高体电阻（低额定电流LED）的LED与具有较低体电阻的 高电流LED相比，要达到相同的外加电流，其纹波将会更小。 图45 – 190 VAC/50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：10 ms/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 图46 – 220 VAC/50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：10 ms/格 第28页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 图47 – 240 VAC/50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：10 ms/格 第29页（共41页） 图48 – 265 VAC/50 Hz，额定VLED负载 Ch1（黄色）：VIN，200 V/格 Ch2（红色）：VOUT，20 V Ch3（蓝色）：IIN，200 mA/格 Ch4（绿色）：IOUT，100 mA/格 时间量程：10 ms/格 Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 10.6 电压跌落和浪涌 通过 LYTSwitch-0器件实现的降压式转换器的一项内在优势是极难觉察的启动延迟， 驱动器将在100 ms内导通，如下面图表所示。在线电压波动测试期间，没有任何元件发生 故障。 图49 – 线电压跌落测试，230 - 0 V，间隔1秒 Ch1：VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch4：IOUT，100 mA/格 时间量程：2 s/格 图50 – 线电压跌落测试，230 - 0 V，间隔0.5秒 Ch1：VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch4：IOUT，100 mA/格 时间量程：2 s/格 图51 – 线电压跌落测试，230 - 0 V，间隔0.3秒 Ch1：VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch4：IOUT，100 mA/格 时间量程：2 s/格 图52 – 线电压跌落测试，230 - 0 V，间隔0.1秒 Ch1：VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch4：IOUT，100 mA/格 时间量程：2 s/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第30页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 10.7 一次性空载保护 本参考设计具备一次性空载保护。故障后替换VR1。已发现SMD齐纳二极管在故障时很容 易发生短路。建议使用SMD二极管(500 mW)。 图53 – 负载断开时的空载保护。265 V/50 HzCh2： VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch3：IOUT，100 mA/格 时间量程：100 ms/格 第31页（共41页） 图54 – 空载启动。265 V/50 HzCh2：VIN，200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch3：IOUT，100 mA/格 时间量程：100 ms/格 Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 10.8 电压跌落/缓升 在1 V/秒和10 V/秒AC切入和截止的电压跌落测试期间，无任何元件发生故障。 图55 – 电压跌落测试，1 V/秒。 电源能够正常操作，而无人任何故障和闪烁。 230 V - 0 - 230 V Ch1：VIN， 200 V/格 Ch2：VOUT，20 V/格 Ch3：IOUT，100 mA/格 时间量程：50 s/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第32页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 11 输入浪涌 根据IEC61000-4-5中规定的测试方法，差模输入线1 kV/50 μs浪涌测试在单个测试电源上 完成。输入电压设置为230 VAC/60 Hz。输出加满载，在每次浪涌测试后验证工作状况。 浪涌水平 (kV) +1 -1 +1 -1 +1 -1 输入电 压(VAC) 230 230 230 230 230 230 注入位置 注入相位(°) L到N L到N L到N L到N L到N L到N 90 90 270 270 0 0 测试结果 （通过/失败） 通过 通过 通过 通过 通过 通过 被测电源在所有测试条件下均通过测试。测试电压提高至30%，并未发现故障情况。 根据IEC61000-4-5中规定的测试方法，差模振铃输入浪涌测试在单个测试电源上完成。 输入电压设置为230 VAC/60 Hz。输出加满载，在每次浪涌测试后验证工作状况。 浪涌水平 (V) +2500 -2500 +2500 -2500 +2500 -2500 输入电 压(VAC) 230 230 230 230 230 230 注入位置 注入相位(°) L到N L到N L到N L到N L到N L到N 90 90 270 270 0 0 测试结果 （通过/失败） 通过 通过 通过 通过 通过 通过 被测电源在所有测试条件下均通过测试。测试电压提高至30%，并未发现故障情况。 第33页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 图56 – 差模输入浪涌，1 kV/90°记录的 漏极峰值电压为664 V Ch1：VBULK-GROUND，200 V/格 Ch2：VS-G，200 V/格 F1：VDRAIN，500 V/格 时间量程：500 μs/格 图57 – 差模输入浪涌，1 kV/0°记录的 漏极峰值电压为591 V Ch1：VBULK-GROUND，200 V/格 Ch2：VS-G，200 V/格 F1：VDRAIN，500 V/格 时间量程：500 μs/格 图58 – 差模振铃浪涌，2500 V/90°记录的 漏极峰值电压为458 V Ch1：VBULK-GROUND，200 V/格 Ch2：VS-G，200 V/格 F1：VDRAIN，500 V/格 时间量程：500 μs/格 图59 – 差模振铃浪涌，2500 V/0°记录的 漏极峰值电压为380 V Ch1：VBULK-GROUND，200 V/格 Ch2：VS-G，200 V/格 F1：VDRAIN，500 V/格 时间量程：500 μs/格 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第34页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 12 传导EMI 图60 – 驱动器在灯管中进行测试。将AC输入端尽量靠近末端放置，以获得最佳EMI性能。 让DC输出线跨接驱动器。 第35页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 Power Integrations 25.Jul 13 21:47 RBW MT 2013年10月8日 9 kHz 500 ms Att 10 dB AUTO dBµV 100 kHz 120 EN55015Q 110 LIMIT CHECK 1 MHz PASS 10 MHz SGL 1 QP CLRWR 100 90 2 AV CLRWR TDF 80 70 60 EN55015A 50 6DB 40 30 20 10 0 -10 -20 9 kHz 30 MHz 图26 – 传导EMI，最大稳态负载，230 VAC/60 Hz，EN55015 B限值。被测电源装入T8灯管壳内。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第36页（共41页） 2013年10月8日 Trace1: DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 EDIT PEAK LIST (Final Measurement Results) EN55015Q Trace2: EN55015A Trace3: --- TRACE FREQUENCY LEVEL dBµV DELTA LIMIT dB 2 Average 9.4590904509 kHz 22.77 N gnd 2 Average 64.5467705779 kHz 11.79 N gnd 2 Average 125.720633819 kHz 20.27 L1 gnd 2 Average 130.825395691 kHz 21.01 N gnd 2 Average 148.891503746 kHz 22.87 L1 gnd 1 Quasi Peak 151.5 kHz 50.87 N gnd -15.04 2 Average 175.886796739 kHz 34.50 L1 gnd -20.17 2 Average 256.711570318 kHz 35.64 L1 gnd -15.89 1 Quasi Peak 2.50634031306 MHz 37.58 N gnd -18.41 2 Average 3.15087835298 MHz 28.85 L1 gnd -17.15 2 Average 16.4353775277 MHz 27.83 L1 gnd -22.16 2 Average 30 MHz 16.88 L1 gnd -33.11 表3 – 传导EMI，最大稳态负载，230 VAC/60 Hz，EN55015 B限值。被测电源装入T8灯管壳内。 第37页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 Power Integrations 25.Jul 13 20:32 RBW MT 2013年10月8日 9 kHz 500 ms Att 10 dB AUTO dBµV 100 kHz 120 EN55015Q 110 LIMIT CHECK 1 MHz PASS 10 MHz SGL 1 QP CLRWR 100 90 2 AV CLRWR TDF 80 70 60 EN55015A 50 6DB 40 30 20 10 0 -10 -20 9 kHz 30 MHz 图61 – 传导EMI，最大稳态负载，230 VAC/60 Hz，EN55015 B限值。被测电源未放入灯管壳内。 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 第38页（共41页） 2013年10月8日 Trace1: DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 EDIT PEAK LIST (Final Measurement Results) EN55015Q Trace2: EN55015A Trace3: --- TRACE FREQUENCY LEVEL dBµV DELTA LIMIT dB 2 Average 9.1809 kHz 23.11 L1 gnd 2 Average 27.159076558 kHz 11.76 L1 gnd 2 Average 42.0780345374 kHz 9.26 N gnd 2 Average 128.247618558 kHz 36.48 L1 gnd 1 Quasi Peak 151.5 kHz 57.33 N gnd -8.57 2 Average 175.886796739 kHz 42.89 L1 gnd -11.78 2 Average 194.288447245 kHz 42.76 L1 gnd -11.08 2 Average 259.278686021 kHz 43.74 L1 gnd -7.70 1 Quasi Peak 2.45695550736 MHz 38.72 L1 gnd -17.27 2 Average 2.71400741459 MHz 30.37 L1 gnd -15.62 2 Average 8.10890375706 MHz 24.58 L1 gnd -25.41 2 Average 26.2351923234 MHz 18.47 N gnd -31.52 表4 – 传导EMI，最大稳态负载，230 VAC/60 Hz，EN55015 B限值。被测电源未放入灯管壳内。 第39页（共41页） Power Integrations 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 2013年10月8日 13 版本历史 日期 2013年10月8日 作者 JDC 修订版本 1.0 Power Integrations, Inc. 电话：+1 408 414 9200 传真：+1 408 414 9201 www.powerint.com 说明和变更 初始版本 审核者 Apps & Mktg 第40页（共41页） 2013年10月8日 DER-384：使用LYT0006P/D设计的12 W非隔离降压式LED驱动器 有关最新产品信息，请访问：www.powerint.com Power Integrations reserves the right to make changes to its products at any time to improve reliability or manufacturability. Power Integrations does not assume any liability arising from the use of any device or circuit described herein. POWER INTEGRATIONS MAKES NO WARRANTY HEREIN AND SPECIFICALLY DISCLAIMS ALL WARRANTIES INCLUDING, WITHOUT LIMITATION, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY, FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE, AND NON-INFRINGEMENT OF THIRD PARTY RIGHTS. PATENT INFORMATION The products and applications illustrated herein (including transformer construction and circuits’ external to the products) may be covered by one or more U.S. and foreign patents, or potentially by pending U.S. and foreign patent applications assigned to Power Integrations. A complete list of Power Integrations’ patents may be found at www.powerint.com. Power Integrations grants its customers a license under certain patent rights as set forth at http://www.powerint.com/ip.htm. The PI Logo, TOPSwitch, TinySwitch, LinkSwitch, DPA-Switch, PeakSwitch, CAPZero, SENZero, LinkZero, HiperPFS, HiperTFS, HiperLCS, Qspeed, EcoSmart, Clampless, E-Shield, Filterfuse, StackFET, PI Expert and PI FACTS are trademarks of Power Integrations, Inc. Other trademarks are property of their respective companies. ©Copyright 2012 Power Integrations, Inc. Power Integrations全球销售支持网络 全球总部 5245 Hellyer Avenue San Jose, CA 95138, USA. Main: +1-408-414-9200 Customer Service: Phone: +1-408-414-9665 Fax: +1-408-414-9765 e-mail: [email protected] 德国 Lindwurmstrasse 114 80337, Munich Germany Phone: +49-895-52739110 Fax: +49-895-527-39200 e-mail: [email protected] 日本 Kosei Dai-3 Building 2-12-11, Shin-Yokohama, Kohoku-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 222-0033 Japan Phone: +81-45-471-1021 Fax: +81-45-471-3717 e-mail: [email protected] 台湾 5F, No. 318, Nei Hu Rd., Sec. 1 Nei Hu District Taipei 114, Taiwan R.O.C. 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