单级可调光离线 AC／DC 控制器的设计

作者： Cirrus Logic 

CS1615/16 概述

CS1615 和 CS1616 是高性能单级可调光离线 AC/DC 控制器。CS1615/16 是一种经济高效的解决方案，可为可调光 LED 应用提供无与伦比的单灯和并联灯调光器兼容性性能。CS1615 专为 120 Vac 线电压应用而设计，CS1616 专为 230 Vac 线电压应用而设计。

设计过程

单级电源转换器系统的设计过程可分为六个电路块（图 1）。交流线路电压经过整流后，通过一个电磁干扰 （EMI） 滤波器来抑制电路在电源线上产生的传导干扰。然后通过双模式反激/降压-升压转换器将 EMI 的输出转换为所需的 DC 输出。电源转换器系统包括栅极偏置、稳态电源和有源钳位支持电路。

CS1615/16 设计框图

CS1616/16 可分别使用反激变压器或降压-升压电感器配置为隔离或非隔离拓扑。图 1 说明了双模式反激拓扑。CS1615/16 使用初级侧控制来调节输出电流，从而无需光耦合器反馈。

CS1615/16 控制双模式反激/降压-升压以满足调光器模式下的调光器保持电流要求，并在无调光器模式下提供功率因数校正。图 2 说明了双模降压-升压拓扑。CS1615/16 通过控制峰值电流来调节输出电流，以确保每半个线周期实现目标输出功率充电。双模式确保最小平均输入电流在调光器后面时大于所需的调光器保持电流，并在不在调光器后面时对线路电流进行整形以提供功率因数校正。

双模降压升压使用匝数比为 1 的变压器进行仿真。变压器/电感器的退磁时间由 FBAUX 引脚使用辅助绕组检测，并用作控制回路的输入。

升降压模型

反激式设计

图 3 是初级和次级绕组电流和开关周期的复合时序图。反激式设计取决于了解流经功率 FET Q4 的峰值电流 I_PK。

T1、T2、T3、TT时序图

恒流I_IN（CC）由全亮电源所需的TRIAC保持电流I_hold或调光器电流I_fb中的较大者决定。大多数调光器可以提供 180⁰C 的传导，但有些调光器在 45⁰C 之前不会开始传导。

除初级电感 L_P 外，反激式设计满足调光模式要求，初级电感 L_P 用于设置 PFC 模式下的所需频率。PFC 模式频率分布在产生最高 EMI 能量的线路峰值电压处具有局部最小值。频率峰值对称地位于相角点 25⁰C 和 155⁰C 处，并在 AC 线路过零附近下降到绝对最小值。通过将 PFC 模式中的频率设置为低于 75 kHz 的线路电压峰值，可以获得最佳 EMI 性能。