第四讲：隔离式LED驱动电源方案的新探索
中心议题：
- 探索隔离式LED驱动电源方案的新方案
- 采用基于变压器的隔离型LED驱动电源
- 学习隔离型单级PSR反激拓扑FL7730和FL7732
- 认识几个隔离式LED驱动电源方案
【class1】：LED照明设计基础全攻略
http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80016163
【class2】：名家讲解最新LED调光技术方案
http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80016290
【class3】:无电解电容驱动方案技术大揭秘
http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80016381
led照明作为一种革命性的节能照明技术，正在飞速发展。然而，LED驱动电源的要求也在不断提高：高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评价指标。本文将为大家介绍隔离式LED驱动电源的最新方案。
LED驱动电源的在安全性设计上的具体要求
LED是低压发光器件，具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。对于市电交流输入电源驱动，隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高，则越能发挥LED高光效，节能的优势。同时高开关工作频率，高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。
目前在一般的led照明市场上，存在非隔离设计和隔离型驱动电源之分。带隔离变压器或者电气隔离的LED驱动电源意味着LED可以直接用手接触而不会触电。而无隔离变压器的LED驱动电源虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘，但此时的LED在工作时并不能直接接触。
相关阅读：设计非隔离型反激LED驱动器
http://www.cntronics.com/public/art/artinfo/id/80000649
非隔离设计仅限于双绝缘产品，例如灯泡的替代产品，其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中，因此，最终用户并没有任何触电的危险。二级产品都是 隔离型的，价格相对比较昂贵，但在用户可以接触到LED和输出接线的地方（通常在LED照明和路灯照明应用的情况下），这种产品必不可少。
物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。安全规则通常要求使用两个独立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层，即塑料散光罩和玻璃护罩，并使用非隔 离式电源。如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收太多光，就必须在电源中解决电气隔离问题。隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。 照明灯设计师必须在他们所设计的每款产品中进行大量的成本及设计优化工作。
由于适用于不同的应用，是采用隔离的绝缘变压器还是采用隔离的防护灯罩外壳，设计者在不同的角度考虑永远会有不同的见解。通常，他们会从多方面去分析，例如成本与制造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规范的要求等等。
带变压器的驱动成本较高，但也相应让LED灯具变得更加实用，能够满足终端用户偶然接触LED的需要。当白炽灯玻璃外壳很容易被损坏时，一个E27型号的普通灯泡可被替换成为LED灯。此外，在工业区或者是办公设备应用中的灯具并不需要接触到终端用户，如路灯和商场照明，这时的LED灯也确实需要隔离变压器。
作为一个让最终用户能安全使用的产品，一定会考虑绝缘与隔离的可靠性。作为完整的产品，产品表面使用者能接触到的部分一定要经过隔离，不能让人触电。而从 产品整个系统而言，隔离是不可避免的，区别只是设置隔离的位置不同。有些设计者采用隔离的变压器设计，因此他们可以简化散热和灯罩的设计。如果用非隔离的驱动设计，在灯壳等结构上就必须考虑可靠的绝缘要求。因此作为电源驱动，隔离与非隔离的方案一直都同时存在。
基于变压器的隔离型LED驱动电源将是主流
目前有好几个趋势正在推动LED照明市场的发展。首先是高亮度LED效率的不断改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驱动电源的不断涌现，其次是全球立法禁止白炽灯照明（由于其低效率）和CFL节能灯的逐步淡出（如果打破的话，它会流出对环境有害的水银）。这些因素综合起来正使得LED照明成为一个长期的发展趋势。当然，低系统成本（包括LED、热管理系统和LED驱动器）永远是消费者广泛采用LED通用照明的推动力。
隔离和非隔离LED驱动电源方案各有优缺点。ClassII将是主流，因为它简化了LED散热问题。ClassI或II系统依赖接地系统，在大多数情况下，跟安装地点很有关系。ClassII较常见，它要求双级或加强型隔离，也即需要变压器磁性绕组、绝缘带和物理隔绝。ClassI系统要求一个接地外壳和（或）机械障碍，而这时ClassII系统不需要的。
基于变压器的隔离型的驱动产品，据飞兆半导体技术行销部经理钱家法介绍道，他们也推出的两款隔离型驱动器： FL7730和FL7732是用于单级反激拓扑应用的有源PFC控制器，无次级反馈，降低材料清单成本，他们的效率能达到85%以上。驱动集成的保护功能提高了周期系统的可靠性，具备开路/短路保护、过热关机、逐周期限流保护等功能，而且拥有了更长的系统平均寿命，省去输入电解电容并减少外部元件数目。
隔离型单级PSR反激拓扑FL7730和FL7732
据华润矽威科技(上海)有限公司的销售经理贾存玉的介绍，基于变压器的隔离型驱动器，华润矽威也推出了单片电流精度为±1%第二代原边反馈离线式3-7W LED驱动方案PT4213和PT4215。PT4213/15的电流的精度可达±3%。同时，为了提高效率，PT4213/15删去了控制主MOSFET源极的内部低压MOSFET,改为主MOSFET的栅极驱动。芯片的供电也从主MOSFET的源极改为从主变压器的辅助绕组。 PT4213是原边反馈恒流控制器，适用于7W以下的LED球泡灯或PAR灯；PT4215是内置MOSFET原边反馈恒流的稳流器，适用于3W的LED 灯杯。
下图是采用PT4215的3W LED灯杯的典型应用电路。驱动电路采用反激架构，工作在DCM模式。采用无光藕设计，方案简洁可靠，成本低廉。驱动电路能够接受85VAC~265VAC输入范围，输出电流300mA，驱动3颗1W LED串联的灯串。
采用PT4215的典型应用电路
更多技术内容，到LED照明技术社区看看
http://www.cntronics.com/public/club/ledindex
LED技术文档下载专区
http://www.cntronics.com/public/whitepaper
