3-1 LED Driver 電路設計
LED 驅動電路，使用的是 ZXLD1362 這顆 IC，主要是透過電感降壓的連續模式，
輸入電壓範圍可從 6V-60V 之間，並有一個外部可調電流輸出高達 1A 的腳位，根據 不同的供應電壓和外部元件，這樣可以提供高達 50 瓦以上的輸出功率，如圖 3-1.1 內部有一個 60V 的 MOS 開關和電流檢測電路，及外部檢測電阻設定平均輸出電流，當 需要控制 LED 亮度時, 外部直流電壓或 PWM 控制信號送到 ADJ 腳位上,從而上下調整 輸出電流.該驅動器的內部 PWM 濾波器可通過控制輸入/輸出電流的上升實現軟啟動 功能，利用外部電容器還可以進一步延長軟啟動時間，只要在 ADJ 引腳加上低電壓, 即可關掉輸出。
圖 3-1.1 ZXLD1362 內部方塊圖[6]
MCU 輸出 PWM 訊號到 ZXLE1362 的 ADJ 腳位並收到 MCU 送出的 PWM 訊號作 調光。圖 3-1.2 是 ZXLD1362 電路圖，Vin 輸入 24V~40V 的直流電，MCU 的 PWM 輸出送到 ZXLD1362 的 ADJ 腳，LED Lamps 接上 LED 燈具。
22
圖 3-1.2 LED 驅動電路
圖 3-1.3 ZXLD1362 PCB Layout
23
3-2 MCU-DALI 電路
圖3-2.1是MCU-DALI電路圖，這塊電路主要是將MCU能夠跟DALI系統做溝通，將
PWM程式燒錄至MCU，並透過PWM輸出腳位送出PWM訊號給DALI。C19
0.1uF C18
1nF P4.7
1 CEX4/MISO/AIN6/P1.6
3 CEX3/MOSI/AIN5/P1.5 2 CEX5/SPICLK/AIN7/P1.7
4 RST
5 RXD/P3.0
6
INT2/P4.3 7 TXD/P3.1
8
INT0/P3.2
9
INT1/P3.3 10
T0TKO/T0/P3.4 11
S2CKO/ALE/T1/P3.5 12
WR/P3.6
13RD/P 3.714
XTAL2
15XTAL1 16Vss
17P4.0 18KBI0/A8/P2.0
19KBI1/A9/P2.1 20KBI2/A10/P2.2
21KBI3/A11/P2.3 22KBI4/A12/P2.4
23P4.4
24 P4.5
25 P2.5/A13/KBI5
26 P2.6/A14/KBI6
27 P2.7/A15/KBI8
28 OCD/SCL
29 OCD/SDA
30 P4.1/ALE/
31 V30
32 P0.7/AD7
33 P0.6/AD6
34 P0.5/AD5
35 P0.4/AD4
36
P0.3/AD3
37
P0.2/AD2
38
P0.1/AD1
39
P0.0/AD0
40
VDD
41
P4.2/INT3
42
P1.0/T2/AIN0/T2CKO
43
P1.1/T2EX/AIN1/ECI
44
P1.2/AIN2/S2RXD/CEX0
45
P1.3/AIN3/S2TXD/CEX1
46
P1.4/AIN4/SS/CEX2
47
P4.6
48
U4
MPC82G516AD
RST P47
P15
P16
P17
P30
P43
P31
P32
P33
P34
P35
P36P37 XTAL1
XTAL2 GNDP40P20P21P22P23P24P44 P45
P25 P26 P27 OCD/SCL OCD/SDA P41 V30
P00P01P02P03 P04
P05
P06
P07
P46 P10
P11
P12
P13
P14 P42VCC C6
4.7uF
GND VCC
V30 12 C3
0.1uF
GND GND
VCC
C4
5.6pF TXD P31
TXD
RXD OCD/SCL
OCD/SDA
12
P2
Header 2 C2
0.1uF
GND C1
5.6pF VCC
VCC RXD
TXD 123
LOAD1
DOWN LOAD 123
G1
3V/5V
1234
UART1
TX2/RX2 VCC
GND 12
C16
30pF 12 C15
30pF 6.8K R10
GND
GND XTAL1
XTAL2 GND
4 XTAL2
1
XTAL3 3
GND 2
Y2
22.1184MHz
12345
P7
Header 8
12345
P9
Header 5
12
P6
Header 8
123
P4
Header 8
123
P5
Header 3
1234
P8
Header 8
1234
P3
Header 4 P36
P37
P20
P21
P22
P23
P24 P25
P26
P27
P04
P05
P06
P07 P00
P01
P02
P03
P10
P11
P12
P13
P14 P15
P16
P17
P32
P33
P34
P35 12 C5
22uF/50V R4
22K
2
1R3
1K
21390 R1
Res1
1.2K R2
Res1
21R8 1.5K
21
R5
2.2K
21 R6
2.2R
3 1
2Q1 2N2222
DGND
DA1 1
1 2
2 3 3
4 4
U1
Component_1
1 1
2 2
3
3 4
4U2
Component_1
1 2
3
4 D1
BRIDGE1
DA2 3
12Q2
2N2222 P10
P11
GND
1 2
D2
1N4148
21 D3 Zener/5V DA1
DA2
12
P1
Header 2
P10 P11
12
DALI-1
TX-P10/RX-P11
1234
P10
Header 8
VCC
21P11
5V
GND
VCC C7
1uF
R7
10K VCC
GND
圖 3-2.1 MCU-DALI 橋接板
圖 3-2.2 MCU-DALI PCB Layout
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3-3 被動式 PFC 電路
圖 3-3.1 所示的電路為填谷式(Valley-Fill)電路，也可叫做填谷充放電式功率因數校 正電路或填谷濾波電路，這種電路的充放電或濾波主要是調整與交流輸入電壓波形能 夠一致。整流輸出直流電通過電容 C1，二極體 D3 的正向電壓降很小，電容 C1、C2
的總電壓很快就被充至電壓 Vpeak 的 ，所以 Vc1=Vc2= 。負載的電主要是由整
流濾波的電源提供，當電源電壓高於 時 C1、C2 就會開始充電，反之當電源電
壓低於 時 C1、C2 通過二極體 D2、D3 供電給負載，所以 C1、C2 一直周而復始 的充電與放電，達到輸入電流波形跟輸入電壓波形相位接近，進而提升了功率因數。
-+
1 2 3
4 D1 + C3 +C1 D4
D3
D2 + C2
HGND HGND HGND HGND
VAC VDC
圖 3-3.1 被動式 PFC 電路
圖 3-3.2 被動式 PFC Layout
25
3-4 主動式 PFC 電路
使用的 IC 是由 STMicroelectronics 公司製作的，型號是 L6562D，此顆 IC 優點:
(1)兩級過電壓保護。
(2)低啟動電流 40μA。
(3)低工作電流 3.5mA。
(4)內部 START-UP TIMER。
(5)電流檢測。
(6)內部精確的參考電壓在 25℃時有 1%以內誤差率。
(7)具有較優的內部乘法器，對於較寬範圍的電壓具有較佳的 THD 值。
(8)具有 Disable 的功能，關閉系統，降低損耗。L6562D 主要利用暫態模式技術(Transient
mode technique)來達到輸入電流 Sin 波形、電壓、電流同相位。
圖 3-4.1 是 IC 內部方塊圖，Vcc 由 Pin8 供應電源給線性電壓調整器，產生 7V 的內 部電壓，供給 IC 使用，輸出端直接由 Vcc 供應。另外 IC 內部有一個精確的 2.5V 參 考電壓，可於控制來達到良好的輸出調整率。IC 內部有個電壓過低鎖定電路(Under Voltage Lock Out，簡稱 UVLO)，用來判斷當 Vcc 足夠到達啟動電壓 IC 才會正常工作，
表 3.1 為 L6562D 各接腳功能。
圖 3-4.1 L6562D 內部方塊圖[5]
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表 3.1 L6562D 接腳功能
PIN 腳 名 稱 功 能
1 INV 誤差放大器反相端輸入
2 COMP 誤差放大器輸出 3 MULT 乘法器輸入
4 CS 利用電流偵測電阻 Rs，將電流轉成電壓輸入
5 ZCD 零電流偵測 6 GND 接地
7 GD 為 MOSFET 閘極驅動輸入
圖 3-4.2 是主動式 PFC 應用電路，AC 電源輸入之後經過橋式轉換將交流電壓轉換 成直流電壓，變壓器 TRF 產生隔離和傳遞儲存能量的作用，即在切換 Power MOS 導 通時，一次側儲存能量，切換 Power MOS 關閉時，一次側向二次側釋放能量。輸出 迴路有一個整流二極體，及一顆輸出電容。5V 的參考電壓由 TL431 產生，其 reference 腳位固定輸出 2.5V，利用分壓產生 24V~40V 電壓調整範圍，當電壓過高或高低時會 影響光耦合器的發光二極體亮度，進而告知 L6562D 電壓過高或過低，調整 Power MOS Switching duty cycle，完成一個封閉回授電路，輸出電壓可從 24V~40V 作調整。
INV
1 COMP
2 MULT
3 CS
4 ZCD 5
GND 6
GD 7
Vcc 8
U1 L6562D
HGND 0.5R/1WR13
10R
R12 15V
5V
24V C11 1nF
GND
21 3
U3
TL431
1 2
D10SB560 +C10
470uF/16V
GND VCC
20K R4
2.4KR5 1.5MR1
1.5MR2
20K R3
2.2nFC2 220K
R9 220K
R8 HGND
47uF/50V C4 GND
D6
1N4937(FR157) 21
J5
24V Output
12
J1 HGND GND
HGND HGNDHGNDHGND 12 43876
EF25TRFTONY_Transformer EF25 P110/S38/S5
R11
10R D5
B1100LB D7
1N4418 R1439K 1 3
D9
TONY_BY80-200(MUR860G) R192.2K
R183.3K
+
C7
2200uF/25V 4.7nFC9 +C8
2200uF/25V
470nF
C1 R2022K
R214.7K
+
C3220nF/450V HGND
D8
BYT13-600R15500K
HGND+C6
47uF/450V 21J2
450V Output 21
J4
5V Output
39K
R6 9.1KR7 56K/2WR10 47nF/250VC5 10K
R17
HGND HGND 12
J3
Header 2
R16500K
2.2uFC12
D111N4148 D121N4148 D1
1N4007D2
1N4007D3
1N4007D4
1N4007 D131N41484.7KR22
F1
2A NC 312
456U2
4N35
Q1
IRF840 Q2
2N2222 10mHL1
Inductor R23
22K
圖 3-4.2 L6562D 應用電路
27
圖 3-4.3 L6562D PCB Layout
圖 3-4.4 是 L6562D 周邊電路，本論文研究的變壓器基本架構是隔離返馳式轉換器(The Isolated Flyback Converter)。
圖 3-4.4 L6562D 周邊電路圖
變壓器TRF EF25產生隔離和傳遞儲存能量的作用，即在切換電晶體Q1導通時，一次 側儲存能量，切換功率晶體Q1關閉時，一次側向二次側釋放能量。變壓器初級端由 D1和D3二極體組成的漏感尖峰吸收電路，輸出迴路有一個整流二極體，及一顆輸出 電容。5V的參考電壓由TL431產生，其reference腳位固定輸出2.5V，電壓過高過低會 影響光耦合器的發光二極體亮度，並告知L6562D，調整Power MOS Switching duty cycle，完成一個封閉回授電路。
28
3-5 橋式整流、EMI Filter 電路
輸入端可接兩種電壓分別是110V與220V，考慮誤差為±20%，如(3-1)所示輸入電壓 範圍介於88VAC~264VAC。如圖3-5.3所示，市電進來後接一個10Ω/1W的電阻，主要 是為了濾掉低頻雜訊，考慮到耐流所以本電路使用1W的電阻。另一端再接一個變阻 器(Varistor)，也可以叫做突波吸收器(Surge Absorber)，此元件會隨著電壓值不同而改 變電阻值的電阻器，當電壓超過額定電壓，變阻器電阻會急速下降趨近於短路，將突 波引導入電阻內，以熱的方式散發掉，藉以穩定電壓及突波電壓之功能，像是雷擊也 是會造成突波的現象，所以加上突波吸收器來避免電路元件受到突波電壓所影響而損 壞。然後經由橋式整流將直流電轉成交流電，當C16電容沒有接上時，其P1波形如圖 3-5.1所示。其中
Vrms V
V DC 220 2 49 . 5 ~ 99 2 ~
110
2
(3-1)圖 3-5.1 橋式整流輸出未接上 C16 電容之波形
圖3-5.2是接上C16電容時的輸出波形。
圖 3-5.2 橋式整流輸出接上 C16 電容之波形
29
-+
1 2 3
4 D9
DB106G
DIP 1WR1710R
21
S5
AC IN90V-264AC INPUT LN F1
250V / 2A 12
RV1
CNR-07D471k 104/400V
12
TONY_104/400V 34
12 U5
52mH HGND HGND
+C16
22uF/400V 12
P1
Header 2
圖 3-5.3 橋式整流濾波電路圖
圖 3-5.4 橋式整流濾波 PCB Layout