PT4107是一款针对高功率LED照明的PWM恒流控制器，输入电压既可以是传统的110V/220V交流电，又可以是不低于18V的直流电。该芯片采用峰值电流检测方式，为大功率LED提供恒定的供电电流，并具有数字脉冲调光和线性调光功能，整体供电效率可达88%，且可靠性高，主要用于离线式LED 驱动LED日光灯LED环境照明、LED交通信号灯等电路中。PT4107的工作频率为25kHz~300kHz (具体频率可通过外部电阻设定)，内置过热关断、负载开路以及过流过温保护电路，可驱动上百只0.06W的LED。

一、芯片特性简介


        PT4107采用贴片8脚封装，如图1所示，其引脚功能见表1。PT4107过温保护阈值电压为1V ，其⑤脚为过温保护设定端:若要启用该功能，则需在⑤脚外接热敏电阻RT，RT的选择取决于系统的温度保护点。芯片内部有一个30uA的恒流源对RT提供电流，随着系统温度的升高， NTC热敏电阻会变小，当30uA的电流源在热敏电阻上形成的压降小于1V时，芯片将停止输出驱动脉冲。
         选择热敏电阻时，要根据热敏电阻的温度特性以及系统的合适保护点进行选择。推荐选用50kΩ的NTC热敏电阻，此时MOS管热保护温度约160°C。
          PT4107可以采用PWM和线性电压两种方法进行调光。当采用PWM调光时，外接的PWM脉冲频率应为芯片振荡频率的1/100~1/50，开/关速度必须大于人眼的视觉暂留时间，一般高于70Hz就基本看不见调光闪烁。例如:芯片振荡频率是100kHz，调光频率可选为1.5kHz，变化频率为100Hz。
         线性电压调光是给③脚外加一个0~0.25V的直流电压，电压的大小正比于亮度，也可以直接在③脚与地之间接一只5kΩ的电位器调光。

二、应用电路分析

         PT4107是一款高压降压式PWM型LED驱动控制器，其应用电路简图如图2所示。通电后，整流滤波所得的约300V直流电压，经电阻R1降压后加到⑦脚(VIN)，在⑦脚内部所接的稳压二极管作用下，将⑦脚电压钳位在20V左右。只有当⑦脚电压超过欠压闭锁阈值18V时，芯片才启动工作，并按照峰值电流控制模式来驱动外部的MOSFET管Q1。Q1的源极与地之间接有电流采样电阻R3，其两端的电压送给PT410的②脚，当②脚电压超过内部的电流采样阈值电压时，其⑧脚无驱动信号输出，外部MOSFET管关断。②脚内部的阈值电压可通过调节③脚的(ID电压来调节。

         如果要求该驱动电路具有LED软启动功能。可以在③脚外接的电阻两端并联电容，并尽可能使③脚电压的上升速度与LED电流上升速度一致。

         一款采用PT4107的全电压(AC85V~245V)20W LED日光灯如图3所示，其电路由抗浪涌保护、EMC滤波、全桥整流无源功率因数校正(PFC)、降压稳压PWM驱动控制、扩流恒流等电路组成，如图4所示。

       AC220V电压经1A保险丝FS1和抗浪涌负温度系数热敏电阻NTC后，送给由L1L2和CX1组成的EMI滤波电路，如图5所示。BD1是整流全桥，内部是4个高压硅二极管。C1.C2R1及D1~D3组成无源功率因数校正电路。T1、D4、C4R2~R4组成电子滤波及降压稳压电路给U1(PT4107)供电。 这个滤波器输人阻抗很高，输出阻抗很小，300V直流高压经此电路降压后向U1的⑦脚提供18V~20V的稳定电压，确保芯片在全电压范围内稳定工作，虽然该部分元件的作用与图2中的R1 C3相同，但稳定性更高，且工作时没有元件像R3那样发烫。
1.恒流输出电路
         U1和功率MOS管Q1、镇流功率电感L3、续流二极管D5组成降压稳压输出电路。U1采集电流采样电阻R6~R9上的峰值电流，由内部逻辑在单周期内控制⑧脚输出信号的脉冲占空比，从而实现恒流控制。输出恒流与D5、L3的续流合并后供给LED。改变电阻R6~R9的阻值可改变整个电路的输出电流，但D5、L3也要随之改动。R5是芯片振荡电路的一部分，改变它可调节振荡频率。
         本电路的参数是按22只0.06W的LED串联、15串并联，即共驱动330只0.06W的白光LED，每串LED的电流是17.8mA，设计输出电压为36V~8OV/250mA，在实际应用中，若要改变LED的数量，则需要对R6~R9的阻值进行调整。
         值得一提的是，续流二极管D5定要选用快恢复二极管，并且其额定电流应是LED光源负载电流的1.5~2倍。在本电路中，要选用额定电流不小于1A的快恢复二极管。如果此处选用普通二极管，如1N4001、1N4007等，则工作时会损坏。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。由于器件的分散性，批量生产的每一块电源板的输出电流会略有不同，在生产线上可用此电位器来调整每块电源板的输出电流，以保证电源板的稳定性。
2.开关频率设定
          U1的开关频率取决于电感I3和输人滤波电容器C1、C2、C3的大小，若开关频率过高，虽然可以选用更小体积的电感和电容，，但这时Q1的开关损耗也将增大，即会导致工作效率下降。

        对于输入AC220V的电源来说，频率为50kHz~100kHz是比较，合适的。

        在图5中，PT4107的开关频率可由电阻R5设定，其计算公式为:f=25000/R5 (kHz)，当R5=470kΩ时，f=53.2kHz。
3.无源功率因数校正电路

         市电经普通的桥式整流后输出的电流是脉动直流，即电流不连续，谐波失真大，功率因数低。因此，在图5中设有低成本的无源功率因数补偿电路，这个电路叫做平衡半桥补偿电路，C1和D1组成半桥的一臂，C2和D2组成半桥的另一臂，D3和R组成充电连接通路，利用填谷原理进行补偿。滤波电容C1和C2相串联，电容上的电压最高充到输人电压的一半(VAC/2)，一旦线电压降到VAC/2以下，二极管D1和D2就会被正向偏置，这样使C1和C2开始并联放电。这样一来，正半周输人电流的导通角从原来的75°~105°上升到30°~150° ;负半周输人电流的导通角从原来的255°~285°上升到210°~330°，如图6所示。

         与D3串联的电阻R有助于平滑输入电流尖峰，具有浪涌缓冲和限流功能，还可以通过限制流人电容C1和C2的电流来改善功率因数。采用这个电路后，系统的功率因数从0.6提高到0.89。