CS1611Dimmable LED Design Guide AN364中文版翻译Word文件下载.docx
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5.5。
StartthebooststagedesigninNo-dimmerMode.无调光模式,启动升压阶段设计。
6.6。
Determinethepeakcurrentintheboostinductor,I确定在升压电感器的峰值电流,Ipk(BST)PK(BST).。
.。
I,
7.7。
Determineaboostinductance,L确定一个升压电感L(BSTBST),thatadjuststheswitchingfrequencywithinthedefinedrange.,在定义的范围内,调整开关频率。
要ConsidertheimpactontheEMI.考虑到对EMI的影响。
8.8。
PicktheboostFETbasedonpeakcurrentratings.在峰值电流额定值下挑选升压FET。
9.9。
Choosethepowersupplycomponents.选择电源组件。
10.Completethenon-power-convertingcircuitry:
ZCD,OVP,eOTP,ClampCircuit,ChargePumpsandBias10.完成非电源转换电路:
ZCD,OVP,eOTP,箝压电路,电荷泵和偏置电路。
11.DesigntheEMIfilter.11.设计EMI滤波器。
12.LayoutthePCB.12.为PCB布线。
Theflybackstagedesigniscarriedoutatthefullbrightness(fullload)point.在全亮度(满载)点进行反激阶段设计。
为了达到最佳的解决方案,设计的过程可能需要反复几次。
尤其是EMI滤波器,是至关重要的,因为只有很小的自由度来asmalldegreeoffreedominselectingtheEMIcomponentvaluesthatmeettherequirementsbelow:
选择能满足以下要求的EMI元件:
•ComplywithEMIregulations•符合EMI规范
••Achievecompatibilitywiththelargestvarietyofdimmers实现最大的品种,调光器的兼容性
•Smoothdimming,noflickerwithavariablenumberofidenticallampscontrolledbyonedimmer•柔和调光,一个调光器来控制一些可变数量的灯具时无频闪
3.3反激式阶段设计
Figure2illustratesthestepsfordesigningtheflybackstage.图2说明了设计的反激式阶段的步骤。
DetermineN,F图略
andPrimary反激式设计的步骤
设置升压输出电压,V(BSTBST)
.2.2。
选择MOSFET要质量标准一致的thedesigner'
scompany设计公司。
通过V(BST),FET电压,反射电压和V来确定变压器匝数比。
V。
。
在T3时间,使用额定的开关频率和一个初始评估来estimatefortimeT3todeterminethevalueoftimeTTat确定在全亮度下的时间TT值
Use用V(BSTBST),,TT,andVTT,和V来todeterminetimeT1andT2.确定时间T1和T2。
用时间T2和TT,匝比n和负载电流来determinethevalueofthepeakprimarycurrent,I确定峰值初级电流值,I.。
用I来todetermineR确定R().。
用时间T1计算原边电感。
满负荷条件下计算反激式增益电阻R()conditions.。
确保与昏暗相对的负载线性curve曲线。
10.10。
用I和占空比来用计算初级和次级RMS电流
11.11。
选择一个输出电容。
12.12。
确定回扫变压器的规格。
13.13。
确定回扫变压器是否适合设计后的指定形式factorafterdesigningandconstructingflybacktransformer因素,建造回扫变压器。
Repeatsteps3to12untilformfactorcriteriaismet.重复步骤3至12,直到满足外形标准。
14.14。
最终回扫变压器电路的改进design.设计。
15.15。
验证系统是否符合经营条件。
AN364REV1
77
Step1)SelectaValueforBoostOutputVoltage步骤1)选择一个升压输出电压值
Thevalueoftheboostoutputvoltage,V升压输出电压值,V(BSTBST),mustbegreaterthanthemaximuminputAClinevoltagepeak.必须比最大输入AC线电压的峰值更大。
ThemaximumV最大电压V(BSTBST)BSTvoltage,V,V()BST(max,shouldbekeptaslowaspossibletohelpmaintaintheFETbreakdown应保持尽可能低,以帮助维持在经济约束范围内FET击穿的需求requirementwithineconomicalconstraints.。
VV(BSTBST)的isdeterminedbyaninternalparameterandchangesslightlydependingonthetypeofdimmerdetected.确定取决于检测类型的调光器内部参数和变化。
在230V的系统中,将Withsense,theresultingVresistorsR7,R8,R14,andR15setto1.5M当感电阻R7,R8和R14和R15设置为1.5MΩ,V(BSTBST)BSTisapproximately405Vfora230V约为405V。
对于system.Fora120Veach,andthesystem,senseresistorsR7,R8,R14,andR15aresetto750kresulting120V的系统中,每个感电阻R7,R8和R14和R15设置为750KΩ,BSTV(BSTBST)isapproximately200V.约200V。
V在每半个线路周期中,通过充电升压输出电容至其理论值时来约束V(BSTBST)isregulatedbychargingtheboostoutputcapacitortoitsnominalvalueeachhalfline-cycle.。
每半个线路周期结束时,V(BSTBST)将droopstoitslowestvaluetowardstheendofeachhalfline-cycleuntiltheboosting将将将下落到最低值,直到processstartsagaininthenexthalfline-cycle.在下个半线路周期升压进程再次启动才会提高。
Step2)SelectanAppropriateFET第2步)选择适当的FET
DeterminetheFETbreakdownvoltage,V确定FET的击穿电压,V(breakdown)Breakdow,andreflectedvoltage,V,反映电压和V。
FET.FET的最大漏voltage,V电压,VDrain(max,iscalculatedusingEquation1.,按照以下公式1计算。
Theringingassociatedwiththetransformerleakageinductanceusuallydoesnothaveenoughenergyto变压器漏感的振荡通常没有足够的能量causeadestructiveavalanchebreakdown.造成破坏性的雪崩击穿。
密切接近FET击穿电压的电压是acceptable.S可以接受的。
Ideally,V理想的情况下,VReflected应与V有几乎相同的值。
BST因为操控变压器近50%dutycycleoptimizesthetransformerefficiency.占空比会优化变压器的效率。
另外,VshouldbemuchgreaterthanV应该是远远大于V以torapidlydischargetheenergystoredinthetransformerleakageinductance.迅速排出变压器的漏感中储存的能量。
TheFETbreakdownvoltageisconstrainedbycostandperformance.受制于成本和性能的FET的击穿电压。
必须在分区电压V,V和V中取得一个妥协方案.。
第二个妥协方案,由如何将Vdivide划分成V和一个合理的过冲电压部分来确定,VOvershoo。
ThelossescausedbytheleakageinductanceareinverselyproportionaltoV由漏感造成的损失是与V成反比Oversho。
见Equation2.公式2。
Overshootisabriefconditionabove过冲是一个在V上的短暂情况V,requiredtoquickly,要求迅速dissipatetheenergystoredinthe消散储存在变压器的漏感中的能量transformerleakageinductance.。
Duringthistime,theprimarycurrentis在此期间,初级电流避开传到次级keptfromtransferringtothesecondary,siphoningenergyfromthe,从负载吸掉能源以loadtotheclampzener(snubber).加载钳位齐纳(缓冲器)。
Figure3.图3。
FETBreakdownVoltageFET击穿电压AN364REV1
Foroptimumefficiency,theincreaseintransformerlosses(createdbyanunevendutycycle)mustbalancethe为获得最佳的效率,增加变压器的损耗(创建一个不均匀的占空比)必须平衡reductionofthelossescausedbydischargingtheleakageinductance(obtainedbyincreasingtheovershoot漏感减少所造成的损失(通过增加冲放电压)。
方程3voltage).Equation3isusedtobalanceallvoltagescontributingtotheFETvoltagedrainandsource.用于平衡所有供给FET漏极和源的电压)。
where:
Step3)DeterminetheFlybackTransformerTurnsRatio步骤3)确定的回扫变压器匝数比
根据Selectaturnsratiobasedontheoutputvoltage,V输出电压,Vout和V选择一个匝数比,OUTusingEquation4.使用公式4。
Step4)SelecttheFullBrightnessSwitchingFrequency第4步)选择全亮度的开关频率
TheCS1611maximumswitchingfrequencyis200kHz.CS1611的最大开关频率为200kHz。
试验结果表明,最佳的性能是obtainedintherangeof75kHzto120kHz.在75kHz至120kHz的范围内获得。
更高频率允许使用更小的磁性元件,但switchinglossesincrease.开关损耗增加。
Transformersizeversusswitchingfrequencyislimitedbydesignsthatrequire变压器与开关频率的大小是有限的,需要设计isolation.隔离。
选择过低的一个完整亮度,开关频率将冒着损害调光器兼容性的风险,也allowingtheminimumfrequencytodropintotheaudiblerange.允许的最小频率下降到可听范围。
Fromthefullbrightnessfrequency,determinethevalueof(T1+T2)usingEquation5.从全亮度频率,确定(T1+T2)的值,使用公式(5)。
where这里
T3is1/2thetransformerresonantperiodT3是变压器谐振周期的1/2
Thetransformerprimaryinductanceresonateswiththetotalparasiticcapacitanceofthedrainnode总漏极节点的寄生电容与变压器初级电感共鸣。
初始数值T3sandmustbecalculationsT3isestimatedas1measuredforfinalaccuracy.被估计为1S并且必须最终精度的测量。
Step5)DeterminetheFlybackNominalTimingT1andT2步骤5)确定反激标称定时T1和T2
Fromthereflectedvoltageandtheturnsratio,determineT1andT2.Equation6ensureszeroDCvoltage从反映的电压和匝数比来确定T1和T2。
方程(6)确保零直流电压穿过acrossthetransformerT1magnetizinginductance.变压器T1磁化电感。
Figure4illustratestheswitchingfrequencyusedinthesystemdesign.图4显示了在系统设计中使用的开关频率。
SolveforT1andT2usingEquation7andEquation8:
解决T1和T2使用公式7和公式8:
Step6)CalculatePeakCurrentontheFlybackPrimary-side第6步)计算反激式原边峰值电流
CalculateIIpk(FB)usingEquation9:
使用公式9:
TT(TTFB)=switchingperiodatfullbrightness(fullloadcondition)=在全亮度的开关周期(满负荷状态下)
T1T1(fbFB)==periodT1atfullbrightness(fullloadcondition)在全亮度的周期T1(满负荷状态下)
Step7)CalculateR第7步)计算RsenseS(R23)(R23)
CalculatesenseresistorR计算检测电阻器RsenseSense(R23)forflybackusingEquation10:
(R23)反激式使用公式10:
where这里这里
R23=RR23=Rsense在Sense
Step8)CalculatetheFlybackPrimary-sideInductance第8步)计算反激式原边电感
Step9)CalculateR第9步)计算RFBGAIN(R17(R17)
UseEquation12tocalculatetheflybackgainresistorR使用Equation12ţØ
计算反激式增益电阻RFBGAINFBGAIN(R17).(R17)。
R17=RR17=RFBGAINFBGAINin在
TTTT(fbFB)==switchingperiodTTatfullbrightness(fullloadcondition)在全亮度切换期间的TT(满负荷状态下)
T2T2(fbFB)=periodT2atfullbrightness(fullloadcondition)=期间在全亮度(T2满负荷状态下)
Step10)DeterminetheRMSCurrentintheWinding第10步)确定线圈的RMS电流
DeterminingtheRMScurrent,I确定RMS电流,I,R就要正确定义线尺寸。
UseEquation13tocalculate使用公式13计算II:
:
这里where这里
TTcurrent=timewhenthecurrentispresentinthewinding=电流在线圈的时间
Tcurrent=T1forthePrimary=初级时的T1
TTcurrent=T2fortheSecondary=次级时的T2
TT=T1+T2+T3(seeFigure4)TT=T1+T2+T3(见图4)
Thefactor3accountsforthecurrenttriangularshape.3个因素造成当前的三角形状。
Step11)DetermineOutputCapacitor第11步)确定输出电容器
Theflybackoutputcapacitor,whichisusuallyelectrolytic,mustprovidealowimpedancetotheswitching反激式输出电容,通常是电解电容,必须提供一个低阻抗的开关frequency.频率。
在使用电解电容时,是基于其携带的纹波电流的能力,因此提供了很长的使用寿命。
一个电容器,满足纹波电压,温度和寿命的要求resultsinacapacitorwithalargecapacitancethatisoftenmuchgreaterthanwhatisnecessarytosmooththe,导致电容器的大电容量往往比平滑负载电流的需求要大。
loadcurrenInflybackapplications,thevoltagerippleacrosstheoutputelectrolyticcapacitorisdetermined在反激应用,主要由ESR确定输出电解电容两端的电压纹波mostlybytheESRratherthanthereactance.,而不是电抗。
Step12)FlybackTransformerSpecification第12步)反激式变压器规格
Thisstepisthefirstiterationofthetransformerdesign.这一步是变压器设计的第一次重复。
由于设计上的限制,下列要求mustbemet:
必须满足:
••Thecoremustbebigenoughtofitthewindings.核心必须足够大,以适应线圈。
•Thenumberofturnsrequiredmustfitinthebobbin,alongwithinsulationmaterial.•所需的圈数必须和绝缘材料一起适合骨架。
•Th
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