IDT公司的ZSLS7031是初级边控制的峰值电流模式高亮LED反激驱动器,具有主动功率因素修正(PFC),支持隔离和非隔离设计,不需要光耦器件,不需要回路补偿,输入电压85VAC 到 265VAC,功率因素大于0.95,主要用在LED灯,LED管灯和通用LED照明.本文介绍了ZSLS7031主要优势和特性,功能框图,应用电路,以及演示板ZSLS7031KIT-D1主要特性,电路图,材料清单,变压器数据和PCB设计图.

The ZSLS7031 is a primary-side controlled, peak-current-mode high-brightness LED flyback driver that supports both isolated and non-isolated designs with active power factor correction (PFC). The device works at a constant frequency in discontinuous conduction mode to provide constant power to the output. It eliminates the need for an opto-coupler, TL431 shunt regulator, or any other type of secondary-side feedback device. It operates from a wide input voltage range of 85VAC to 265VAC. The ZSLS7031 integrates over-current and over-voltage protection, as well as a thermal shutdown to halt the switching action in the event of abnormally high operating temperatures.

ZSLS7031主要优势:

• High efficiency

• Minimum bill of materials

• Small form-factor package

• No loop compensation required

• Isolated and non-isolated applications

ZSLS7031主要特性:

• Power factor PF > 0.95 depending on application

• Wide application input voltage range: 85V to 265VAC

• Internal over-temperature protection

• Output over-voltage protection (OVP)

• Output over-current protection (OCP) on primary side

ZSLS7031典型应用:

图1.ZSLS7031框图

图2.ZSLS7031隔离应用电路

图3.ZSLS7031非隔离应用电路

演示板ZSLS7031KIT-D1

IDT’s ZSLS7031KIT-D1 Demonstration Kit hardware is designed for ZSLS7031 evaluation, demonstration, laboratory setup, and module development only. The ZSLS7031KIT-D1 Demonstration Kit hardware must not be used for module production or production test setups.

The ZSLS7031KIT-D1 Demonstration Kit includes the following:

• ZSLS7031PCB-D1 Demonstration Board – 17W Flyback Converter

• ZSLS7031ZI1R (MSOP8 3x3mm) 5 IC samples

• ZSLS7031KIT-D1 Start-Up Information

图4.演示板ZSLS7031KIT-D1外形图

演示板ZSLS7031KIT-D1主要特性:

• Universal supply voltage range (85VAC to 265VAC can be applied)

• Active power factor correction to power factor values of typically over 90%

• High efficiency of typically over 85%

• Few external components

• Over-current, over-voltage, and over-temperature protection

• 15 W constant power output

• Loads from 9 (about 24V forward voltage) to 19 (52V) LEDs; if operating with 230VAC, loads down to 6 LEDs (17V) can be used

• Quick start

图5.演示板ZSLS7031KIT-D1电路图

图6.演示板ZSLS7031KIT-D1 PCB设计图

演示板ZSLS7031KIT-D1变压器数据:

The TR transformer included on the Demonstration Board meets the following specifications:

• Primary inductance LP 650μH @ 10kHz

• Primary leakage inductance LK < 20μH @ 10kHz

• Electrical strength 3kV, 50/60Hz, 1 min

PQ16/20 Transformer

图7.PQ16/20变压器外形图

演示板ZSLS7031KIT-D1材料清单:

常见LED驱动器工作原理

1.线性稳压驱动器

最早成套出现的线性稳压驱动器出现于20世纪70年代，那时是以NPN管作为稳压器件的，如图1所示。这种稳压器件在输入电压与输出电压之间要求2Vbe的电压，当输入电压低于2Vbe时，NPN管进入饱和，稳压器将失去稳压能力。为了减少压差，出现了组合型的稳压器，如图2所示，即用PNP管驱动NPN管的基极，但压差也接近1Vbe。20世纪80年代中期，市场上出现了低压差线性稳压器，如图3所示。与NPN稳压器不同，PNP稳压器压差不是Vbe的函数，而是PNP管Vce的函数，这个电压值要低得多，随着制造工艺的成熟，PNP稳压器压差已经小于500 mV。

2.电流控制型PWM原理

结构示意图如图9所示。该电路和电压控制型的区别在于，该电路有外控制环和内控制环两部分电路。当输出电流Iout降低时，误差放大器输出增大，PWM输出为0;当振荡波上升沿到来时，MOS管导通，Vin对电感充电，电流增加，通过采样电阻R3反馈电压增加，当反馈电压超过Ve时，PWM输出为1，当振荡器下降沿到来时，MOS管关闭，电感上电流对外输出。电流控制模式与电压控制模式一样具有占空比与输出电压大小成反比的关系外，还具有以下特点：外控制环路控制电流最小值;内环控制电流最大值。

3.电压控制型PWM

在PWM控制器中，对输出电压Vo进行检测，加至运放的反相输入端，固定参考电压Vref加至运放的正相输入端。误差放大后输出直流误差电压Ve，加至PWM比较器的正相输入端;将斜坡信号发生器产生锯齿波信号Vosc加至PWM比较器的反相输入端。Vc和Vosc经PWM比较后输出一个方波信号，该方波信号的占空比随着误差电压Vc变化。当输出电压降低时，Ve值变大，经PWM比较后，输出方波占空比减小，MOS管导通时间增加，Vin对电感充电时间增加，Vout升高。

4.电感式开关稳压驱动器

因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。早期的开关电源频率仅为几千赫兹，当频率达到10 kHz左右时，变压器、电感等磁性元件发出很刺耳的噪声，直到20世纪70年代，开关频率突破了人耳听觉极限的20 kHz，噪声问题才得以解决。随着开关频率的不断提升，驱动器的体积减小，效率提高。20世纪80年代，出现了采用准谐振技术的零电压和零电流开关电路，也就是软开关技术。这种电路使开关开通或关断前的电压、电流分别为零，解决了电路中的开关损耗和开关噪声问题，使开关频率可以大幅度提高，从而使开关电源进一步向体积小、重量轻、效率高、功率密度大的方向发展。

一种反激式LED驱动器电路

此反激式LED驱动器的主要芯片是LTC3783,可为串联LED提供150mA电流。过电压保护在130V时启动，在120V时关闭。可通连的串联LED数目为120/3.6=33 LED。PWM信号提供亮度调节