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APFC+PSR+DIM调光非隔离驱动芯片ZA8606驱动芯片使用指南

信息来源 : 网络 发布时间:2013-10-11 03:27 | 3736 次浏览

这篇使用指南主要介绍分为四部份

1、ZA8606内部功能说明

2、应用线路设计包含电感桥式整流,MOS,飞轮二极体,VCC供电线路(Diode and Zener Diode)

3、Layout注意事项

4、实际DEMO Board的测试数据,让使用者能快速了解ZA8606的特性并能独力完成设计。


1、ZA8606的内部功能说明

1-1、ZA8606内部方块图


1-2、ZA8606接脚功能说明


1、VCC Pin(供电PIN)

  当启动电源时,透过外部启动电阻提供起动电流对Vcc电容充电,Vcc电压达到UVLO on 18V时,IC开始工作,此时电压暂时由VCC电容提供,一直等到输出的LED灯串电压建立后再透过Zener diode 和super fast diode将输出LED灯串电压提供给IC使用。如果VCC电压低于UVLO off欠压停止工作点8V时会关闭输出电路减少工作电流。另外ZA8606在VCC接脚内部有过电压侦测保护功能,当VCC电压高于28V过电压保护时,会立刻将闸极输出驱动电路关闭,停止系统动作达到保护作用,此保护模式是采用Auto-recovery模式,所以一旦过电压状况解除,便会自动恢复。

2、Gate Pin(驱动Pin)

   ZA8606是采用45KHz的定频操作,最大工作周期大约是90%,而最小的工作周期时间为410ns,能让输电压有较大的设计范围,为了降低EMI干扰,IC内部有抖频和软驱动功能,另外GATE接脚内置了一个13.5V的钳位电路,避免过高的闸极电压信号造成MOSFET损坏。


3、DIM Pin(调光或外部保护Pin)

   利用三段不同的工作电压范围来达成三种不同的工作模式,详细说明如下:

1、当DIM接脚的电压小于0.25V,MOSFET会被关掉,而进入保护模式,可用于OTP,OVP和其它保护功能

2、当DIM接脚介于0.3V到3V之间,则会进入线性调光范围中,可线性调整LED的电流以调整LED的亮度

3、当DIM接脚的电压大于3V时,操作在一般状态(由CS接脚设定LED电流)。

4、如果空pin使用,IC内部会设为高准为让IC可正常操作


4、COMP Pin(回路补偿)

   在PFC控制回路中,回路补偿网路的设计往往影响PFC的高低和系统的稳定度。为了有较好的PF值,一般回路补偿网路频宽会设在10Hz以上。而最简单的回路补偿网路是可用一个1uF~4.7uF的电容来完成补偿。


5、I-SEN Pin(恒定电流检测Pin)

  ZA8606恒定电流控制方式是控制CS接脚来至于Resense的压降达到恒定电流的功能,恒定电流的设计可从下列公式获得:Iled=0.2V/Rsense


2、应用线路设计

2-1、应用线路


2-2、设计说明

设计范例:


系统规格

输入电压范围:90~264 VAC   输出功率:10W

输出电压:50V              输出电流:200mA

功率因素  >0.9

效率      >85%


桥式整流二极体

最大操作电流发生在Vacmin

   Iacrms=Pin/Vac(min)*PF

   Vrrm≥373/0.8≥466V(80%的设计余量)

   ID≥2*Iacrms≥2*(10W/0.85)/90/0.9≥2*0.145≥0.29A

   IFSM≥1.414*Vac(max)/RT(RT是输入端和桥式整流之间的总阻抗)


启动电阻Rstart

 LED启动时间依据客户的需求决定启动电阻的大小,可由下列公式获得:

 Ton =C*V/Icharge

 C是VCC電源所使用的電容值,一般使用10uF,

 V是UVLO(ON)  电压ZA8606 的UVLO(ON)=18V

 Icharge是指实际充VCC电容的电流, 因此  

 Icharge =10u*18V/1s=180uA

 Icharge =(Vinmin(dc)/Rstart)–Istart-up

 Istart-up 是指ZA8606未达UVLO(ON)时所吃的电流,所以

 Rstart =(Vinmin(dc)/ Ichage)+Istart-up =127/(180uA+12uA)

      =127V/192uA=661KΩ


VCC供电Diode and Zener

 IC 电源是由输出的LED灯串电压提供,因此Vcc 电压可由下式获得:

 VCC =VLED-Vz-Vf  

 假设提供給Vcc=20v,则

 Vz =50-20-0.7 =29.3V (可选30V zener diode)

 Vcc pin內建28V(typ)的OVP保护,所以当

 VLED≥28+30+0.7 ≥58.7V IC进入OVP 保护

输出恒定电流Rsense设计

 恒定电流的设计可从下式公式获得:  

   

 所以  Rsense=0.2V/0.2A =1Ω  


电感设计说明:

   

   VLED=输出电压

   D=duty cycle=VLED/Vinmin(DC)

   Fs=操作频率45KHz

   VLED =輸出电压

   D =duty cycle =V

   LED/Vinmin(dc)  

   Fs=操作频率=45KHz

   △IL= 输出Current Ripple,一般cur rent ripple会设计在0.5-2IO 实际设计

       D = 50/90*1.414 =0.393

       △IL=0.9X0.2A =0.18A

       L=50*(1-0.393)/0.18*45KHz =3.75mH

       IP‐P =0.2+0.18/2 =0.29A


MOSFET 选用

     一般MOS选用时需考虑有二个参数额定电压和电流这二个参数是否能够有足够的操作余量,正常情況下额定电压电流会设计在80%以下

 Vinmax(dc) = 264x1.414 =373V 所以  

 MOS Vdss≥373/0.8≥466V,

 ID≧IP-P/0.8≧0.29/0.8 ≧0.363A

因此可选用2A,500V MOSFET


飞轮二极体选用

    当MOSFET 关断时储能电感会将电流经由飞轮二极体回到储能电感另一端,因此飞轮二极体会承受峰值电流IP-P和输入最大耐压,如再考虑80% 使用余量则      

Vd≧373/0.8 ≧466V

Id≧Ip-p/0.8 ≧0.29/0.8 ≧0.363A


3. Layout 注意事项




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