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20W日光灯开关恒流源参数、特性及其BOM表

    基本特性
    交流非隔离式高频开关降压恒流模式
    交流85~245V,50~60Hz工作范围
    串联充电、并联放电无源功率因数校正
    可内置于28毫米灯管里安装
    工作环境温度0~75oC
    满足IEC61000-3-2:2001要求
    电气参数和 BOM
    这个恒流源的主要电气参数如表1,表中的参数是在CCM模式下测试得到的。它是针对85~245V交流电源设计的,实际上能在更宽的电压范围里工作,如60~270V,但输出电流会发生变化。驱动不同厂商的LED输出电压会略有变化,这是LED的正向压降不同而造成的,不会影响恒流精度。改变振荡频率和元件参数会使电路改变工作状态,例如降低频率或减小L3的电感量会使电路进入DCM模式,这时电路的电气参数就会改变。电路的元器件在成本和可靠性方面作了折中,元器件的数目已减到最低程度。表2是详细的材料表,为了保证质量,尽量选用推荐产商的元器件。
    测试波形
    图3 是电子滤波器 T1 发射极的波形,输出电压是直流 16V,输入电压在在 70V~245V范围里,这个电压是稳定不变的。
    图4 是 MOS 管栅极的波形,这是典型的门驱动脉冲波形,频率基本是固定的,脉冲的占空比随着负载电流和输入电压变化。当负载固定时,输入电压降低占空比增大,最低工作电压下的占空比是 0.48。脉冲幅度是固定 14.8V,不应该随输入电压升高而增加。测量中可看到脉冲在水平方向抖动,这并不是故障,而是为了降低 EMI 在芯片里增加了扩频功能。
    图4:栅极信号波形
    图5 是 MOS 管的的漏极电压波形,波形频率与栅极相同,但极性相反。当恒流源空载时,漏极电压是交流输入电压的 1.4 倍,有载时是交流输入电压的 1.2~1.3 倍。由于采用超高速恢复二极管续流,电感产生的反向电动势被阻尼,因而波形很干净。注意,用示波器测试漏极电压一定要用专门的高压探头,否则会损坏示波器。
    图5:漏极信号波形
    图6 是 MOS 管源极电压,这个电压是 MOS 管的工作电流在传感电阻上的压降,它的幅度与 MOS 管的工作电流成正比。这个电压在单周期里送到芯片中作为控制信号,控制MOS 管栅极脉冲的占空比,使流过 LED 的电流恒定。源极电压与栅极电压的最大不同是脉冲前后沿有尖峰,尖峰是由输出镇流电感和MOS 管的寄生电感产生的,这些尖峰是产生开关损耗的根源。波形的顶部的斜坡是由导通损耗产生的。导通损耗和开关损耗是 MOS 管发热的主要原因。