PowTech PT4107-DB03 Technical data

PT4107_DB03

全电压 20W 日光灯开关恒流源

基本特性

z 交流非隔离式高频开关降压恒流模式
z 交流85～245V，50～60Hz工作范围
z 串联充电、并联放电无源功率因数校正
z 可内置于28毫米灯管里安装
z 工作环境温度0～75
z 满足IEC61000-3-2：2001要求

电原理图和实物照片

电路见图 1，交流市电入口接有 1A 保险丝 FS1 和抗浪涌负温度系数热敏电阻 NTC。
之后是 EMI 滤波器，由 L1、L2 和 CX1 组成。BD1 是整流全桥，内部是 4 个高压硅二极管。
C1、C2、R1、D1～D3 组成无源功率因数校正，工作原理见本公司《用 PT4107 设计 LED 日

光灯的优化方法

》一文。PWM 控制芯片 U1 和功率 MOS 管 Q1、镇流电感 L3、续流二极管 D5
组成 Buck 降压变换，U1 采集传感电阻 R6～R9 上的峰值电流，由内部逻辑控制 GATE 脚
信号的脉冲占空比进行恒流控制。芯片由 T1、D4、C4、R2～R4 组成的电子滤波器降压
后供电，这个滤波器内阻很高，输出阻抗很小，能提供约 16V 稳定电压，确保芯片在全
电压范围里稳定工作。R5 是芯片振荡电路的一部分，改变它会调节振荡频率。电位器
RT 在本电路中不是用来调光，而是用来微调恒流源的电流，使电路达到设计功率。

本电路的参数是为22个LED串联，15串并联，驱动330个60毫瓦的白光LED设计的，

每串的电流是17.8毫安。

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C

图1：20W LED日光灯恒流源电原理图

图2是恒流源的实际照片，33个元件安装在235×25×0.8 毫米的环氧单面印制板

上，PCB走线是按电力电子规范要求设计的，可以直接安装在28毫米的灯管之中。

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图2：20W LED日光灯恒流源实物照片

电气参数和 BOM

这个恒流源的主要电气参数如表1，表中的参数是在CCM模式下测试得到的。它是针
对85～245V交流电源设计的，实际上能在更宽的电压范围里工作，如60～270V，但输出
电流会发生变化。驱动不同厂商的LED输出电压会略有变化，这是LED的正向压降不同而
造成的，不会影响恒流精度。改变振荡频率和元件参数会使电路改变工作状态，例如降
低频率或减小L3的电感量会使电路进入DCM模式，这时电路的电气参数就会改变。电路
的元器件在成本和可靠性方面作了折中，元器件的数目已减到最低程度。表2是详细的
材料表，为了保证质量，尽量选用推荐产商的元器件。

表 1：电气参数表

输入电压（V） 85～245
电源频率（Hz） 50～60
输出电压（V） 36～100
输出电流（mA） 200～256
开关频率（KHz） 50
恒流源效率（%） 90
功率因数 0.9
3 次谐波失真（%） 17
5 次谐波失真（%） 15

表 2：20W LED 日光灯恒流源 BOM

序号 元件号 名 称 型 号 厂 商
1 NTC 热敏电阻 50D-9
2 FS1 保险丝 250V/1A Cooper
3 L1、L2 功率电感 2.2mH/300mA
4 CX1 X 电容 0.1u/275V
5 BD1 整流桥 MB6S
6 C1、C2 铝电解电容 22u/250V
7 C7 铝电解电容 10u/400V
8 D5 超快速恢复二极管 BYV26B Vishay
9 L3 功率电感 3.9mH/500mA
10 R1 金属膜电阻 10/1W
11 R2、R3 SMD电阻 270K(1206)
12 R4 SMD电阻 1K(1206)

GE Infrastructure

Coilcraft
EPCOS Inc
Diodes Inc
Nichion
Nichion

Coilcraft
Yageo
Yageo
Yageo

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13 D4 齐纳二极管 MM1SZ5248
14 C4 铝电解电容 100u/25V
15 C5 陶瓷电容器 100nF/25V
16 T1 晶体管 MJE13003
17 C3 金属聚丙烯酯电容 0.1uF/450V
18 C4 铝电解电容 10uF/25V
19 D1～D3 硅二极管 1N4007 Fairchild
20 RT 精密电位器 5K(3296) Bochen
21 R8 电阻 1.5K(0805)
22 Q1 功率MOS管 H5N5001FM Renesas
23 R6～R9 SMD电阻 3.9K(1206)
24 R5 SMD电阻 470K(0805)
25 U1 集成电路 PT4107 PowTech

ON Semiconductor
Nichion
KYOCERA MITA
MOSPEC Semicon
EPCOS Inc
Nichion

Yageo

Yageo
Yageo

测试波形

图 3 是电子滤波器 T1 发射极的波形，输出电压是直流 16V，输入电压在在 70V～245V
范围里，这个电压是稳定不变的。

图 3：基极电压

图 4 是 MOS 管栅极的波形，这是典型的门驱动脉冲波形，频率基本是固定的，脉冲
的占空比随着负载电流和输入电压变化。当负载固定时，输入电压降低占空比增大，最
低工作电压下的占空比是 0.48。脉冲幅度是固定 14.8V,不应该随输入电压升高而增加。
测量中可看到脉冲在水平方向抖动，这并不是故障，而是为了降低 EMI 在芯片里增加了
扩频功能。

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