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照明AC-DC LED驱动电源电路精析 —电路图天天读(129)

作者:dolphin时间:2017-04-10

  由于LED总光效要求及散热限制,能效对低功率应用尤其重要;许多情况下,即使是较低功率应用也要求功率因数校正和谐波处理;在空间受限应用中,特别是替代灯泡应用,要求有很高的驱动功率密度;总体电源可靠性对整个灯的寿命非常重要;宽输入电源电压范围应支持高达277 Vac;兼容TRIAC调光等要求。此外,LED通用照明还要符合演进的标准及安全规范,如“能源之星”和IEC要求。

  根据应用要求(尺寸、能效、功率因数、功率、驱动电流)不同,以交流主电源驱动LED有多种拓扑。安森美半导体提供各种电源方案,可用于各种照明应用。

  

  图1:不同交流主电源供电LED驱动器拓扑结构

  安森美半导体LED通用照明AC-DC解决方案

  功率因数校正方案

  采用安森美半导体的NCP1611($0.5180)或NCP1612($0.5880)的160 W功率因数校正(PFC)升压方案采用非隔离升压拓扑,轻载能效高于传统CrM PFC;无须额外元件,可靠性及安全性高。该方案采用电流控制频率反走(CCFF)CrM,有升压或旁路二极管短路保护、引脚开路/短路保护、优化的瞬态响应、软过压保护、输入欠压检测、低总谐波失真配置、过热关闭等特性。这类PFC方案还包括NCP1607($0.2400)、NCP1608($0.2400)、NCP1615和NCP1654($0.5400)(非隔离升压);NCL30000($0.6000)(隔离单级反激、非隔离降压);NCL30001($1.2600)(隔离单级反激);NCL30002($0.7425)(非隔离降压);NCL30060($0.4800)(单级反激或降压)。

  以NCL30000为例,“平均电流稳流”拓扑可以选择两种配置,一种是降压配置(包含抽头电感降压配置);另一种是降压-升压配置,电感没有与LED串串联,输入电流波形或失真与输出压降无关。它可进行初级可控硅调光,适用于隔离和非隔离方案,隔离方案能效80-85%.

  初级端控制离线方案

  初级端稳流(PSR)也称初级端控制。初级端控制离线LED驱动器不使用光耦,具有±1%(典型值)的精密LED稳流精度、宽VCC范围、高能效准谐振控制、强固的保护特性组合,以及宽工作温度范围(-40至+125℃);支持反激及降压-升压拓扑,带无源PFC输入的功率因数约0.9;该系列可应用于LED灯泡替代、离线LED驱动器、嵌灯、室内/室外重点照明及任务灯及LED电子控制装置。

  

  图2:初级端控制离线方案

  可供选择的器件有NCL30080A($0.3500)/B、NCL30081A($0.3920)/B、NCL30082A($0.4340)/B和NCL30083A($0.4340)/B(无源PFC控制);NCL30085A/B、NCL30086A/B、NCL30087A/B和NCL30088A/B(有源PFC控制)。其调光控制包括非调光、3 步/5步调光、模拟/数字、双向可控硅/后缘触发调光等。

  AC-DC开关稳压器

  安森美半导体针对隔离反激式和非隔离式转换器的开关稳压器包括NCP1010($0.4256)、NCP1011($0.4256)、NCP1012($0.3990)、NCP1014($0.3990)/15、 NCP1027($0.5985)/28、NCP1072($0.4320)/5、NCP1076等。这些器件均为电流模式,峰值电流限制从100 mA至800 mA.这些方案集成了MOS管,适用于隔离和非隔离应用,支持次级PWM调光、模拟调光或双亮度等级调光,能效高达75-80%.

  用于高压LED串的高功率因数升压方案

  高压多结点LED正变得更加常见,因为供应商趋向更好地优化LED以提升系统总光效,并引入更加专用化的LED.这些LED每封装的正向电压可达24至200 V,可以优化用于定点照明、全向照明或线性照明。为了以低元件数量及标准现成电感实现此目标,电路中使用了NCP1075($0.4320)单片高压开关稳压器及高精度的 NCP4328A($0.1378)恒流/恒压控制器。

  该方案能效高于90%,具有20 ms的快速启动时间、LED开路保护、可使用现有电感、功率因数高于0.95,以及采用NCP1075时功率能力大于10 W的特性,应用主要是LED灯泡及灯管、低功率光源及灯具、电子控制装置和LED驱动器。

  

  图3:高压LED串高功率因数升压方案



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