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照明AC-DC LED驱动电源电路精析 —电路图天天读(129)

  由于LED总光效要求及散热约束,能效对低功率运用特别重要;许多情况下,即使是较低功率运用也要求功率因数校对和谐波处理;在空间受限运用中,特别是代替灯泡运用,要求有很高的驱动功率…

  由于LED总光效要求及散热约束,能效对低功率运用特别重要;许多情况下,即使是较低功率运用也要求功率因数校对和谐波处理;在空间受限运用中,特别是代替灯泡运用,要求有很高的驱动功率密度;整体电源可靠性对整个灯的寿数非常重要;宽输入电源电压规模应支撑高达277 Vac;兼容TRIAC调光等要求。此外,LED通用照明还要契合演进的标准及安全标准,如“动力之星”和IEC要求。

  依据运用要求(尺度、能效、功率因数、功率、驱动电流)不同,以沟通主电源驱动LED有多种拓扑。安森美半导体供给各种电源计划,可用于各种照明运用。

  

  图1:不同沟通主电源供电LED驱动器拓扑结构

  安森美半导体LED通用照明AC-DC解决计划

  功率因数校对计划

  选用安森美半导体的NCP1611或NCP1612的160 W功率因数校对(PFC)升压计划选用非阻隔升压拓扑,轻载能效高于传统CrM PFC;无须额定元件,可靠性及安全性高。该计划选用电流操控频率反走(CCFF)CrM,有升压或旁路二极管短路维护、引脚开路/短路维护、优化的瞬态呼应、软过压维护、输入欠压检测、低总谐波失真装备、过热封闭等特性。这类PFC计划还包含NCP1607、NCP1608、NCP1615和NCP1654(非阻隔升压);NCL30000(阻隔单级反激、非阻隔降压);NCL30001(阻隔单级反激);NCL30002(非阻隔降压);NCL30060(单级反激或降压)。

  以NCL30000为例,“均匀电流稳流”拓扑能够挑选两种装备,一种是降压装备(包含抽头电感降压装备);另一种是降压-升压装备,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,适用于阻隔和非阻隔计划,阻隔计划能效80-85%.

  初级端操控离线计划

  初级端稳流(PSR)也称初级端操控。初级端操控离线LED驱动器不运用光耦,具有±1%(典型值)的精细LED稳流精度、宽VCC规模、高能效准谐振操控、强固的维护特性组合,以及宽工作温度规模(-40至+125℃);支撑反激及降压-升压拓扑,带无源PFC输入的功率因数约0.9;该系列可运用于LED灯泡代替、离线LED驱动器、嵌灯、室内/室外要点照明及使命灯及LED电子操控设备。

  

  图2:初级端操控离线计划

  可供挑选的器材有NCL30080A/B、NCL30081A/B、NCL30082A/B和NCL30083A/B(无源PFC操控);NCL30085A/B、NCL30086A/B、NCL30087A/B和NCL30088A/B(有源PFC操控)。其调光操控包含非调光、3 步/5步调光、模仿/数字、双向可控硅/后缘触发调光等。

  AC-DC开关稳压器

  安森美半导体针对阻隔反激式和非阻隔式转化器的开关稳压器包含NCP1010、NCP1011、NCP1012、NCP1014/15、 NCP1027/28、NCP1072/5、NCP1076等。这些器材均为电流形式,峰值电流约束从100 mA至800 mA.这些计划集成了MOS管,适用于阻隔和非阻隔运用,支撑次级PWM调光、模仿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计划

  高压多结点LED正变得愈加常见,由于供货商趋向更好地优化LED以提高体系总光效,并引进愈加专用化的LED.这些LED每封装的正向电压可达24至200 V,能够优化用于定点照明、全向照明或线性照明。为了以低元件数量及标准现成电感完成此方针,电路中运用了NCP1075单片高压开关稳压器及高精度的 NCP4328A恒流/恒压操控器。

  该计划能效高于90%,具有20 ms的快速发动时刻、LED开路维护、可运用现有电感、功率因数高于0.95,以及选用NCP1075时功率才能大于10 W的特性,运用主要是LED灯泡及灯管、低功率光源及灯具、电子操控设备和LED驱动器。

  

  图3:高压LED串高功率因数升压计划

  AC-DC开关操控器

  针对阻隔和非阻隔降压、降压/升压转化器的开关操控器有固定频率的NCP1200、NCP1203、NCP1218、NCP1219、 NCP1230、NCP1234/6、NCP1237/8、NCP1250/1/3;还有准谐振的NCP1207A、NCP1308、NCP1337 /38、NCP1377、NCP1379/80和NCP1336.针对非阻隔降压转化器的开关操控器则有LV5011MD、LV5012MD、 LV5026MC、LV5029MD、NCL30002和NCL30105.此外还有谐振半桥变换器的开关操控器NCP1392/3、NCP1398及开关组合操控器NCL30051和NCL30030.

  

  图4:选用NCL30030的AC-DC开关操控器LED驱动计划

  非阻阻隔线降压操控器

  LV5026MC是一款非阻阻隔线降压操控器,支撑不同调光操控(TRIAC、模仿及PWM)、可挑选开关频率(50 kHz或70 kHz)、低噪声开关体系;具有短路维护、软发动和内置TRIAC安稳功用。运用包含壁灯、使命灯、台阶灯和LED灯泡代替。

  

  图6:非阻阻隔线降压操控器

  可调光LED驱动器

  LV50xx中的LV5026MC、LV5029MD、LV5011MD和LV5012MD都是可调光LED驱动器。以LV5011MD和 LV5012MD为例,两者开关频率均为70 kHz,可提高功率因数,具有、外部调理参阅电压、过压维护、过热封闭功用。两者的不同之处在于调光形式,均可用于小型可调光LED灯泡、离线LED驱动器和嵌灯。

  

  图7:可调光LED驱动器

  非阻隔线性LED驱动器拓扑的恒流稳流器(CCR)

  一种是低电流LED串驱动器CCR NSIC2020 (120 V, 20 mA),其沟通电压上升时电流仍坚持稳定,到达LED阈值电压后导通无推迟,低电压时LED亮度高,可防止LED受电压浪涌影响。另一种用于低成本T5 LED灯管,选用CCR NS%&&&&&%2050 (120 V, 50 mA)LED驱动器,可直接沟通驱动LED,无漏电流,稳流可维护LED.

  

  图8:低成本T5 LED灯管电路

  用于大街及区域照明的LED电源

  代替高强度气体放电灯(HID)或高压钠灯(HPS),要运用大LED阵列。依据终端产品不同,LED可装备为不同结构。一种办法是将沟通输入电压转化为直流稳压输出,并为多个并联LED灯条供电。另一种办法是供给稳流恒流来直接驱动LED,省去灯条中内置的线性或DC-DC转化段。

  

  图9a:办法1 — 将沟通输入电压转化为直流稳压输出

  第二种办法旨在合作“动力之星”1.1版光源标准,其特色包含:通用输入规模90 – 265 Vac(更改元件可支撑305 Vac);最大输出功率60 W(更改元件NCL30051最高支撑250 W功率);功率因数PF大于0.9(50-100%负载,带调光);谐波含量遵照IEC61000-3-2 class C标准;Iout = 1000 mA/Vf = 35至45 V条件下,能效大于90%;恒流输出电流规模0.7 – 1.5 A;输出电压规模35 – 50 V;输出开路及短路维护、过温维护、过流维护-主动康复、过压维护-输入(OVP大电压)等维护特性。

  

  图9b:办法2 –供给稳流恒流来直接驱动LED

  安森美半导体利用在电源办理、高能效电源及封装方面的中心特长及优势,为LED照明运用,特别是通用照明供给了契合各种标准要求操控和驱动器材。这些计划选用共同的LED驱动电源架构、模仿及调光技能、反激转化器及非阻隔拓扑,适用于各种通用照明运用,为这些设备的完成供给了丰厚的挑选。

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