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半导体中高功率照明LED驱动器计划

LED的诸多优点已经使其逐步取代白炽灯、荧光灯等传统光源,在小功率应用上越来越多地出现在我们日常工作生活中,而在我们传统定义的20至400瓦的中高功率照明范围内,荧光灯、高强度气体放电灯还是主流。但随

LED的许多长处现已使其逐渐代替白炽灯、荧光灯等传统光源,在小功率运用上越来越多地呈现在咱们日常作业日子中,而在咱们传统界说的20至400瓦的中高功率照明规模内,荧光灯、高强度气体放电灯仍是干流。但随着大功率LED产品的不断移风易俗,模块化的LED灯条、大阵列LED等产品的呈现,公路、体育馆、野外大型设备等需求大功率照明的运用场景中也越来越多呈现LED产品的身影。

LED照明电路相对规划简略、能集成操控、可便利完成调光、能有用下降电力耗费,所以在着重智能、绿色照明的今日,中高功率LED产品逐渐代替高强度气体放电灯(HID)等传统光源现已是大势所趋。但咱们也看到模块化的LED灯条和阵列对电源驱动的要求不尽相同,如何为中高功率LED照明产品供给牢靠、高效、灵敏的驱动电源计划是规划人员常面对的应战。安森美半导体活跃推进高能效立异,充分利用在电源范畴的丰厚经历,供给运用于LED照明不同的范畴。而针对中大功率LED照明运用的不同需求,安森美半导体供给功率因数校对(PFC)操控器、准谐振及固定频率的反激操控器和开关稳压器、集成MOS的降压操控器、半桥驱动及LLC操控器、次级端操控器、集成PFC及PWM的组合操控器等多种操控器及其计划等,以满意不同电路拓扑规划的不同需求。

单段式功率因数校对(PFC)计划

功率因数校对(PFC)可有用改进高谐波重量给电源线、断路开关、电力设备带来的压力。PFC操控器一般能够分为单段式和多段式(常见两段式)两种结构。单段式(如图1所示)可直接电流驱动,只需单个开关及磁性元件,缺陷则是100/120Hz纹波,MOSFET应力更大,占空比更大,功率约束在100-150W。

图1.单段式PFC结构示意图

典型的单段式PFC LED驱动计划有如安森美半导体的NCL30000。这器材运用临界导电形式(CrM)反激架构,以单段式拓扑结构供给高功率因数规划。安森美半导体依据NCL30000构建的25 W高功率因数单段式LED驱动器参阅规划承受90-305Vac宽输入电压规模,能效高于87%,输入电流总谐波失真(THD)小于15%,功率因数(PF)大于0.97,输出功率25W(Vf=36Vdc),LED电流700mA±4%,最大LED电压44Vdc。安森美半导体还推出了单段式接连电流形式(CCM) PFC LED驱动器NCL30001,能够装备为恒流驱动器或固定输出电压驱动器,合适40W到150W LED照明规划。

两段式PFC + DC-DC转化计划

除了上述单段式计划,规划人员还能够依据运用需求挑选传统的两段式(PFC段+DC-DC转化段)计划(如图2所示)。前段PFC的功用一方面完成输入电流整形以减小输入电流谐波,另一方面将输入沟通电压转化为安稳的直流电压(改变规模一般为380V-400V),后段的DC-DC转化器完成阻隔和改换,将安稳直流电压改换为所需求的电压,一般能够用反激、LLC或许降压完成,其长处是易于扩展功率和尺度,易于供给次级端偏置电源,但相应会带来本钱上的提高。

图2.两段式PFC结构示意图

详细而言,两段式计划中的PFC段可选用的操控器包含NCP1605、NCP1611/ NCP1612/ NCP1615、NCP1631、MC33262/NCP1607/NCP1608、NCP1653/ NCP1654、NCP1652A/ NCL30001等等。

其间,NCP1605是增强型高压、高能效待机形式功率因数操控器,作业在固定频率非接连导电形式(DCM)和/或临界导电形式(CrM)。NCP1605能够作为PFC主控端作业,保证电源的第二段仅在安全条件下发动。它集成跳周期功用,将待机损耗降到最低。

NCP1631则是安森美半导体推出的一款单芯片2相交织式PFC操控器,能够代替2颗NCP1601,驱动2个PFC支路,供给挨近1的高功率因数。

选用传统的CrM/BCM操控时,负载减少时开关频率上升,轻载时操控器或许进入“突发的调频形式”,发生噪声;选用电流操控频率反走(CCFF)操控时,负载减小时开关频率减小,下降噪声,轻载时操控器频率较低,可在高于可听频带的频率钳位,极轻载时选用跳周期形式作业,能够封闭以提高更好的THD,谷底导通进一步提高能效,减小电磁搅扰(EMI)(如图3所示)。NCP1611/NCP1612依据立异的CCFF架构,在PFC电感电流超越设定值时,电路一般作业在临界导电形式(CrM),而当电流低于预设值时,将开关频率线性下降至约20 kHz,此刻电流为零。NCP1615相同依据CCFF架构,当电流在预设水平以下时,NCP1615芯片的操控频率会线性衰减到26KHz。

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