基于PT4201的离线式LED射灯设计技术

LED开路：
LED负载开路时，流过稳压管的电流在电阻R1和R2上产生一个压降使光耦发光管被打开，使PT4201的FB降低。当FB降低到一定程度时PT4201进入突发模式，整个系统进入低功耗模式。因此LED灯开路是安全的。

LED短路及采样电阻短路保护：
当LED负载发生短路时，光耦发光管两端电压等于输出电压，由于输出功率很小因此整个系统工作是安全的。当采样电阻发生短路时，由于光耦发光管两端电压为零，发光管不导通导致FB电压快速爬升到保护阈值。在Rosc为100Kohm情况下，过32mS后PT4201将自动关闭。

工作频率设定：
PT4201的Rosc引脚为设定PWM频率提供了方便,用一个电阻接在Rosc引脚和GND之间可以对PWM频率进行设定（图4）。PWM频率与设定电阻之间的关系遵循以下关系:Fosc=6500/Rosc。FOSC单位KHz，Rosc单位Kohm。

PT4201在正常工作时会周期性地改变PWM工作频率进行频率抖动，周期性改变的频率把EMI传导干扰扩展到更宽的频谱范围内从而降低了传导段的EMI干扰。



电流采样以及前沿消隐:
PT4201的CS引脚的功能之一是采样外部MOSFET电流进行电流斜率补偿,二是提供逐周期的MOSFET过流保护功能。PT4201通过采样与功率MOSFET串联的采样电阻来采样流过MOSFET的电流，流过MOSFET的电流在采样电阻Rcs上转换成电压信号，CS上电压和FB电压共同决定了PWM脉冲占空比。

在PWM每个导通周期当CS引脚的电压超过内部门限电压时MOSFET将立即被关掉防止过流对器件的损伤。过流门限电压与MOSFET的电流可由以下关系确定：
IOC=Voc/Rcs
其中IOC为MOSFET电流，Voc为过流门限电压，Rcs为采样电阻大小。内部过流的门限值与PWM占空比大小有关，当PWM占空比为0时，过流门限值为0.80V。

由于变压器副绕组整流电路反向恢复时间以及初级绕组寄生电容等因素影响，在每一个PWM周期开启瞬间会在采样电阻上产生一个持续时间很短的尖峰电压。为此PT4201会在MOSFET开启后屏蔽CS采样输入一段时间TBLK，在这段时间内，过流保护被关闭不会关掉外部MOSFET。这样可以避免MOSFET开启瞬间在采样电阻上产生的电压毛刺而造成误动作。PT4201提供的这种功能可以省去电流采样电路所需的RC滤波器(图5)。



VDD 过压保护
当系统发生严重故障时，例如对于光耦开路或者反馈开路的情况，光耦输出电流接近零致使FB端电压上升。FB电压上升将会使PT4201工作在过流保护状态，因为有多余的电流供给负载，如果超出了负载所需电流大小会使输出电压迅速爬升。由于辅助绕组的电压与输出电压成一定的比例，输出电压升高引起辅助绕组电压升高进而使VDD电压升高，当PT4201检测到VDD引脚电压达到过压保护点时会关闭PWM。当OVP被触发时由于没有能量供给负载及辅助绕组，VDD电压和输出电压下降，当降低到OVP解除电压时将重新开启正常工作。这时如果故障解除则正常工作，如果故障依然存在将重新进入OVP保护状态（图6）。