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尊龙d88不同电源供电及不同功率等级的LED照明驱动器计划

2018-08-07 03:43      点击:

  不同电源供电及不同功率等级的LED照明驱动器计划

  跟着LED技能的开展,LED的使用现已从传统的小功率便携产品背光拓宽至中大功率的室内照明、室外照明及手电筒等使用。依据驱动电源的不同,LED照明一般能够划分为沟通-直流(AC-DC) LED照明、直流-直流(DC-DC) LED照明电源以及电池供电的LED手电筒等不同类型,LED灯具及其功率也各不相同,如3 W PAR16、3×2 W PAR20、10 W/15 W PAR30、15 W/22 W PAR38、1 W G13、3 W GU10、1 W MR11、3 W MR16、3 W/9 W/15 W嵌灯、1W-3W阅览灯等。

  1,AC-DC LED照明解决计划
安森美半导体在AC-DC电源供电的LED照明使用中,供给各种离线操控器及功率因数校对(PFC)操控器,并合作阻隔及非阻隔要求供给不同的LED使用计划。在沟通线路电压与LED之间没有物理电气衔接的阻隔使用中,常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同拓扑结构合适于不同的功率规模或是用于满意特别的规划要求。例如, 反激拓扑结构是小于100 W的中低功率使用的规范挑选,而LLC半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选计划。

  
图1:不同功率规模的阻隔型拓扑结构

  AC-DC LED照明使用中,小功率的LED使用一般以恒流(CC)来驱动,而恒压(CV)功用是在输出开路的状况下作为维护功用。大功率的LED使用可能需求在电路中添加功率因数校对(PFC),其间的AC-DC变换与LED驱动两部分电路既可能选用整体式(integral)装备,即两者交融在一起,均坐落照明灯具内,也能够选用分布式(distributed)装备,如图2,然后简化安全考虑,并添加体系灵活性。


图2:大功率LED驱动的分布式(distributed)装备结构

  从使用的详细功率规模来看,AC-DC LED照明的电源计划使用首要包含:
1 W-8 W:G13/GU10/PAR16/PAR20照明
8W -25 W:PAR30/PAR38照明
50 W-300 W:区域照明

  1) 1 W-8 W AC-DC LED照明使用
这类使用要求的输入电压为90至264 Vac,能效达80%,一起供给短路维护、过压维护等维护特性,并供给350 mA、700 mA恒流,使用领域包含G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。
这类使用中能够选用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器材集成了固定频率(65/100/130 kHz)电流形式操控器和700 V的高压MOSFET,供给构建强固的低本钱电源所需的悉数特性,如软启动、频率抖动、短路维护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功用(无需辅佐绕组)等。图3显现的是NCP1015在阻隔型1 W-8 W规模AC-DC LED照明使用的电路示意图。值得一提的是,NCP1015相同可用于非阻隔型(电路中不含高频变压器)1 W-8 W规模的AC-DC LED照明使用,电路中能够选用抽头(tapped)电感来进步MOSFET作业的占空比,并改进体系能效及电路功用。尊龙d88

图3:安森美半导体8 W LED驱动使用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)

  2) 8 W-25 W AC-DC LED照明使用
美国动力部(DOE)“动力之星”(ENERGYSTAR?)固态照明(SSL)规范中规则任何功率等级皆须强制供给功率因数校对(PFC)。这规范适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其间,住所使用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而商业使用中则须大于0.9。但这项规范归于自愿性规范,即能够挑选不遵照或是遵照。
相应地,在8 W-25 W AC-DC LED照明使用中,咱们考虑两种状况,一种是使用没有功率因数要求,即不需选用PFC操控器,另一种是要求选用PFC操控器。在不需求PFC的使用中,咱们假定输入电压规范为90~132 Vac或180~264Vac(或通用输入),能效达85%,供给短路维护及开路维护等维护特性,输出电流为350 mA、700 mA及1 A恒流,相应地能够选用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。其间,NCP1028是一款增强型单片开关稳压器,适用于在通用主电源输入的使用中供给数瓦至15 W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低,供给800 mA峰值电流,具有NCP101x的许多特性,此外还供给过功率维护、内置斜坡补偿及输入欠压维护等特性。NCP1351则是一款固定导通时刻、可变封闭时刻脉宽调制(PWM)操控器,适用于本钱至关重要的低功率离线反激开关电源使用。这颗器材支撑频率反走,还具有闩锁输入、天然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压规模等特性。图4显现的是90至264 Vac输入条件下根据NCP1351的8 W-25 W LED照明计划。

图4:根据NCP1351的8 W至25 W AC-DC LED照明使用电路示意图。

  需求PFC的8 W-25 W AC-DC LED照明使用中,假定输入电压规范为90至264 Vac,功率因数高于0.9,能效达80%,供给短路及过功率维护,输出电流相同有350 mA、700 mA和1 A等不同挑选。在这类使用中,能够选用安森美半导体的NCP1607或NCP1608 PFC操控器。NCP1607是一款高性价比的临界导电形式(CrM) PFC操控器。这颗器材与业界规范引脚彻底兼容,简化工程师的规划。可调理的过压维护(OVP)及环路开路维护等功用也增强了规划灵活性及强固性。图5展现的是NCP1607/NCP1608在85至135 Vac或185至264 Vac输入条件下的LED照明使用计划。

图5:根据NCP1607/8 PFC操控器的8 W-25 W AC-DC LED照明使用示意图
3) 功率高于50 W的AC-DC LED照明使用
在功率50 W到300W的AC-DC LED使用广泛用于大街照明及大功率区域照明使用中,能够选用不同的LED驱动计划,假定其输入电压规范为90至264 Vac,功率因数高于0.95,能效达90%。

  此类使用能够选用下述不同计划,合适不同使用要求:
NCP1652:改进型单段式PFC
NCP1607/8+NCP1377:临界导电形式PFC+准谐振电流形式PWM
NCP1607/8+NCP1396:临界导电形式PFC+半桥谐振LLC
NCP1901:最新型两段式(PFC+更高功率半桥谐振LLC)

  例如,在50 W-150 W的AC-DC LED使用中,既能够选用NCP1652这样的改进型单段式PFC操控器,环亚娱乐ag88登录。也能够结合选用NCP1607/8 PFC操控器及NCP1377准谐振(QR)形式PWM操控器。其间,NCP1377结合了真实的电流形式调制器和退磁检测器,保证任何负载/线路条件下供给完好的CrM作业,并保证最低的漏电压开关(准谐振作业)。NCP1652驱动带有可编程死区时刻的信号,支撑有源钳位或同步整流,供给优化的能效。这颗器材还具有输入欠压维护、过压维护、过流维护等维护特性,支撑频率抖动、环亚娱乐ag88登录。跳周期及临界导电形式(CrM)/不接连导电形式(DCM)作业。根据NCP1652、选用85至135 Vac或185至264 Vac输入的50 W-150 W AC-DC LED计划的示意图如图6所示。

图6:根据NCP1652单段式PFC操控器的50 W-150 W AC-DC LED计划。

  50 W以上功率的AC-DC LED照明使用假如需求更高能效的LED电源,则需求高能效的LED照明拓扑结构,往往从反激式拓扑结构转向谐振半桥拓扑结构,以充分发挥零电压开关(ZVS)技能的优势。NCP1396及NCP1901均是安森美半导体开发的LED电源用高能效半桥谐振计划。图7显现的是根据NCP1901的最新型PFC+谐振半桥LED驱动器计划,输入电压为90至264 Vac,功率100 W至300 W,其间半桥段作业在固定频率以及固定占空比,用于下降开关损耗。

2,DC-DC LED照明计划
选用DC-DC电源供电的LED照明使用中,常见详细使用包含1 W-3 W MR11/MR16降压LED灯泡、1 W-20 W升压LED驱动器和20 W-60 W大功率LED驱动器。

  其间,在1 W-3 W DC-DC LED照明使用中,能够选用安森美半导体的CAT4201降压LED驱动器,这颗器材兼容于12 V及24 V体系,供给达350 mA的LED驱动电流,能够在24 V体系中驱动7个串联的LED,能效高达94%。这颗器材选用有专利的开关操控架构,协助下降体系本钱,支撑CrM作业并提高能效。CAT4201还供给限流、热维护及LED开路维护等全面的维护特性。这颗器材在1 W-3 W DC-DC LED使用中的电路示意图如图8所示。

  

  而在功率规模达1 W-20 W的DC-DC升压LED使用中,能够选用安森美半导体的NCP3065/6或NCV3065/6(轿车使用版别)降压、升压、单端初级电感变换器(SEPIC)及逆变多模LED驱动器,并挑选其间的升压电路形式。别的,功率规模达20 W-60 W的DC-DC降压LED使用中能够选用安森美半导体的NCP1034同步降压PWM操控器。

  3,LED手电筒驱动计划
手电筒DC-DC LED照明计划包含升压型及降压型两种。1 W-3 W的升压型DC-DC LED手电筒使用中能够选用带真封闭功用的NCP1421升压DC-DC变换器,而1 W-3 W的降压LED手电筒使用中能够选用NCP1529低压降压变换器,二者的使用示意图见图9。

  
图9:根据NCP1421及NCP1529的LED手电筒升压和降压计划

  4,总结
安森美半导体是全球抢先的高功用、高能效硅计划供货商,供给包括1 至数百瓦功率规模的LED照明驱动及PFC解决计划。无论是选用AC-DC电源、DC-DC电源或是LED手电筒所选用的电池的LED照明驱动器,安森美半导体都能供给给客户对低本钱、高性价比、高能效或是挑选是否需求PFC的不同要求的LED照明驱动器计划。