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LED EMC LED EMC 让LLEEDD 灯符合EEMMCC及电能质量标准要求 时间：2012-02-24 174次阅读 【网友评论1条 我要评论】 收藏 作为白炽灯的替换品，LED 灯近年来才开始推出市场，但却面临着诸多难题。由于将LED 功率驱动电路装入标准灯壳具有难度，因此早期的一些LED灯并没有内部滤波器，也就谈 不上符合EMC 标准。而且，其中很多的 LED 灯都采用了低效能的电容降压式电源，而不 是开关式镇流器。这种方法可造成AC 市电电流不平衡，因而导致某些设备的电能质量问题。 同时符合EMC 法规和电能质量标准是非常重要的问题，必须引起重视。 本文将介绍一种基于Link Switch-TN系列小型SO-8封装电源IC 的电子镇流器，该方案符合 标准灯壳空间限制要求以及EN55022AEMI标准。 设计目标 本设计用于为一串额定电流为300mA的三个HBLED(相当于10W 的标准白炽灯)供电。在正 常工作情况下，输出电压被串联 LED 的正向压降箝位在约9.5VDC，但该电路必须达到 12VDC，以便为二极管的性能变化留出余地。其拓扑结构为开关式恒流离线式降压稳压器， 能够在整个85至265VAC 通用输入范围内和47至64Hz 的线电压频率下进行工作。其它设计 目标包括高效能、低成本及符合EN55022A EMI要求。该设计可以集成到标准灯壳中(EdisON 螺口灯泡和卡口卤素灯均可)，非常便于替换现有的灯泡。而且，还可以利用设计工具和应 用程序辅助完成该设计，以尽可能缩短新的HB LED灯的上市时间。 EMI EMI EEMMII 符合性考量 由于空间和成本限制，市场上有很多LED 灯其设计并不符合传导EMI 规范。但本文中的设 计利用了集成到PI的Link Switch-TN功率转换IC中的频率调制特性，因此可以使用体积更 小的EMI 滤波器。 方案细节 PI 的 Link Switch-TNLNK306DN 集成功率转换 IC 中含有一个完全集成的700V 功率 MOSFET，因而无需外部电源器件。离线式非隔离降压拓扑结构可以在连续导通模式下以 66KHz 的最大频率进行工作。该频率采用4kHz的峰峰值频率抖动进行调制，可以简化对EMI 滤波器的设计要求。虽然本设计采用了降压拓扑结构，但这种 IC 还可以配置为降压-升压 转换器。而非常关键的一点是，Link Switch-TNLNK306DN 采用了小型 SO-8封装，这对于 此应用的结构设计而言是个很大的优势。 转换器和 EMI 滤波器的设计原理如图1所示。根据电流检测电阻器R8和R10之间的压降， 电流控制环路被设置为所需的恒定电流值。虽然标准设计支持的是300mA的电流，但仍可 以轻易适应最高360mA的输出电流。Q1和Q2可以放大检测到的压降，以便使用电阻较低的 电流检测电阻器来最大程度地降低功率耗散。EMI 滤波器采用pi 拓扑结构，并含有一个可 熔阻燃电阻RF1，以用于过载保护。 设计转换器和EMI 滤波器时只需要25个器件，完全不需要PCB 和连接器件。在参考材料中 可以找到有关该设计的完整元件列表。 该应用的电气设计对于这款成熟的功率转换IC而言，显得相当陈旧。最大的挑战是结构设 计，特别是将转换器和EMI滤波器都集成到标准灯壳的设计。然而，该设计正好能装入Edison 螺口灯座(E27)和卤素灯卡口灯座(GU10)。 早在设计之初，我们便清楚：如果圆形PCB 大得能够容纳所有转换器和EMI 滤波器元件的 话，它就无法装入灯座中。因此我们决定将设计划分为两个圆形PCB，一个用于转换器电 路，另一个用于EMI 滤波器。转换器电路板的最终直径为19.66mm，而EMI 滤波器的最终 直径则为16.91mm。这些电路板然后进行叠加，并与离散布线互连完成装配。 虽然该设计具有功能性，但仍存在传导辐射问题。由于两个PCB比较接近，开关电流会从 转换器电路板耦合到EMI 滤波器电路板，从而降低EMI 滤波器的性能。通过在这两个电路 板之间放置“屏蔽”PCB，这一问题便得以解决。而第三个电路板只是一层铜，并无电路。它 被电气连接到EMI 滤波器负输出端与转换器负输入端的接合处。这样，总装便由三个叠加 在一起的圆形电路板组成。增加第三个电路板既简单又节省成本，不但解决了耦合问题，还 达到了EMI 性能要求。 性能 本参考设计可满足各种设计目标。如果采用120VAC 的标称输入电压，电路效率将会超过 62%。输入电压为220/240VAC 时，效率将超过56%。根据EN55022A 限制，采