跟着全球各国政府对LED照明扶持力度的加重,LED产品价格的进一步下降,LED照明商场近几年来得到了井喷式的开展。LED路灯是其间一个重要运用,其高能效、环保、节能、便于操控等长处,现已使得其替代传统路灯的趋势越来越显着。不同于室内LED照明产品,LED路灯往往功率较大,而室外运用环境更具杂乱性,怎么高效牢靠驱动LED路灯成为规划的关键。
活跃推进高能效立异的安森美半导体充分利用在电源范畴的丰厚经历,为LED路灯驱动规划供给满意各类规范要求的高能效计划,包含PFC段及主功率级的器材。
功率因数校对(PFC)预升压转化段计划
现在世界首要国家和组织都对LED驱动器在功率因数或总谐波失真上提出了相应的规范,比方世界电工委员会提出的IEC 61000-3-2、欧盟的EN61000-3-2、日本的JIC-C-61000-3-2、我国的GB 17625.1等规范。美国“动力之星”对功率大于5 W等级的固态照明灯具都有功率因数的要求,家用驱动器功率因数需大于0.7,商用驱动器功率因数需大于0.9,而在路灯的运用中,对功率因数的要求通常会大于0.95。
为了满意大功率LED路灯电源规划在功率因数以及谐波含量约束方面的要求,安森美半导体供给三种作业形式的PFC计划挑选:接连导电形式(CCM),如NCP1654;临界导电形式(CrM),如NCP1608;频率钳位临界导电形式(FCCrM),如NCP1605。
图1. 安森美半导体供给三种形式的功率因数校对(PFC)计划
其间,NCP1654的首要特性包含:选用均匀电流操控形式;快速瞬态呼应;选用SO-8封装,只需很少的外部元器材;低起动电流(<75 uA);±1.5 A推拉输出电路门驱动;具有突波电流检测、过压维护、欠压维护、开环维护,以及准确的过流、过功率约束功用,为电路供给强固的维护功用。
主功率段选型:半桥LLC供给高性价比、高能效及易处理EMI的挑选
主功率段电源规划往往有多种拓扑可以挑选,常见的比如反激、正激、有源箝位正激、半桥LLC(双电感和单%&&&&&%)等。跟着功率及功率密度的进步,半桥LLC拓扑为LED路灯主功率段驱动电源规划供给了高性价比、高能效、简略处理电磁搅扰(EMI)的计划。比较于其他拓扑结构,LLC支撑在相对较宽的输入电压和输出负载规模下作业;元器材数量有限:谐振储能元件能部分或悉数集成在主变压器中;初级开关管在所有负载条件下零电压开关(ZVS);次级整流器在所有负载条件下零电流开关(ZCS);具有运用简略的同步整流功用。
图2. 跟着功率及功率密度的进步,半桥LLC拓扑成为LED路灯驱动抱负挑选
安森美半导体的NCP1397为选用LLC拓扑结构的主电源段供给了高性价比及牢靠计划,为客户在尺度约束、待机要求及本钱等规划考量上供给了抱负挑选,首要特性包含:50 kHz至500 kHz的高频作业;600 V高压起浮驱动器;可调理最小开关频率(3%精度);100 ns至2 us的可调理死区时刻;藉外部可调理软发动供给的发动序列;输入欠压维护结合闩锁输入;根据定时器的主动康复及当即闩锁过流维护;可藉导通/封闭操控来封闭输入(跳周期形式);300 uA低待机电流;1A/0.5 A峰值电流汲/源极驱动才能;共用集极或射极光耦合器衔接。
待机电路选型
为有用进步电源功率,需尽量下降产品待机功耗。运用安森美半导体NCP1070高压开关稳压器,只需简略的外围降压线路就可有用下降待机能耗。该器材内置700VMOSFET,支撑动态自供电(DSS),供给无损耗的发动序列,一起还具有短路维护、1ms软发动、频率颤动、Vcc引脚过压维护等功用,线路简略且有本钱优势。
恒压恒流操控计划
精准的恒压恒流操控可以确保LED颗粒之间发光均一,然后更好地确保LED路灯寿数。安森美半导体供给的NCP4328内含两个OTA,能完成二次侧精准的恒压恒流操控。
安森美半导体150 W高能效、无频闪LED路灯驱动电源计划参阅规划
安森美半导体供给150 W功率的LED路灯驱动电源计划参阅规划。这参阅规划选用了NCP1654(PFC)+NCP1397(LLC)+ NCP4328(恒压恒流操控)+ NCP1070(待机操控)的器材组合,承受90至265 Vac宽电压输入,供给40 V/3.45 A输出,能满意功率因数大于0.95,总谐波含量小于15%的要求,满载均匀功率大于90%,典型电流精度达到了1%以内。这参阅规划支撑快速发动,典型发动时刻小于500 ms,还供给低输出电流纹波,无频闪。
图4. 安森美半导体150 W路灯参阅规划的功率因数及THD契合规划方针
总结
LED路灯技术含量高、成分多样、外部运用环境杂乱,各国政府都对驱动规划提出了苛刻的要求,为LED路灯供给高牢靠性高功率电源也是现在亟待解决的问题。安森美半导体供给多种电源计划和拓扑,更供给了一个高能效、高恒流精度、无频闪、完善的维护功用、高牢靠性、外围电路简练的参阅规划,成为LED路灯驱动计划的极佳挑选。