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LED照明灯具——驱动电路板(4)

2023-12-18 15:02:01
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4)ACDC驱动LED照明解决方案

ACDC电源供电的LED照明应用中,采用各种离线控制器及功率因数校正控制器,并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED应用方案。在输入的交流电压与LED之间没有物理电气连接的隔离应用中,常见的拓扑结构有反激( Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同的拓扑结构适合于不同的功率范围或用于满足特别的设计要求。例如,反激拓扑结构是小于1000的中低功率应用的标准选择,而LLC半桥拓扑结构是大功率和高效率的******方案

ACDC驱动LED照明应用中,小功率的LED应用通常以恒流来驱动,而恒压功能是在输出开路的情况下作为保护功能。大功率的LED照明应用需要在电路中增加功率因数校正环节,其中的ACDC转换与LED驱动两部分电路采用分布式配置(如图3-7所示),从而简化安全考虑,并增加系统灵活性。从应用的具体功率范围来看,ACDC驱动LED照明的电源方案应用功率范围为1~8W、8~25W、50~300W。

①1~8 WACDC驱动LED照明应用。

这类应用要求的输入电压为DC90~264V,效率达80%,同时要求提供短路保护、过压保护等保护功能,并提供350mA、700mA恒流,应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯等。

在这类应用设计中,可以采用NCP105自供电单片开关稳压器。该器件集成了固定频率(65/100/130kHz)电流模式控制器和700V的高压 MOSFET,提供构成低成本电源所需的全部特性,如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、***大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。NCP1015可用在隔离型1~8W功率范围的ACDC驱动LED照明。NCP1015也可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1~8W功率范围的ACDC驱动LED照明,电路中可以采用抽头电感来提高 MOSFET工作的占空比,并改善系统效率及电路性能。

②8~25 WAC/DO驱动LED照明应用。

8~25 W AC/DC驱动LED照明应用中,考虑两种情况:一种是没有功率因数要求,即不需采用PFC控制器;另一种是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的应用中,假定输入电压规格为AC90~132V或AC180~264(或通用输入),效率达85%,提供短路保护及开路保护等保护功能,输出电流为350mA、700mA或1A(恒流),可以采用NCP1028或NCP1351。其中,NCP1028是一款增强型单片开关稳压器,适合在通用主电源输入的应用中提供高输出功率至15W。NCP1028的导通阻抗比NCP101×系列更低,提供800mA峰值电流,具备NCP101×系列的诸多特性,此外还具有过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间的脉宽调制控制器,适用于低成本、低功率离线式反激开关电源应用。该器件具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流检测及扩展的电源电压范围等特性。在AC90~264V输入条件下,基于NCP1351的8~25WLED照明电路。

在需要PFC的8~25 WACDO驱动LED照明应用中,假定输入电压规格为AC90~264V,功率因数高于09,效率达80%,提供短路及过功率保护,输出电流同样有350mA、700mA和1A等不同选择。在这类应用中,可以采用NCP1607或NCP1608PFC控制器。NCP1607是款高性价比的临界导电模式(CRM)PFC控制器。采用该器件可简化设计,可调节的过压保护(OVP)及环路开路保护等功能也提高了设计灵活性及可靠性。NCP1607NCP1608在AC85135V或AC185~264V输入条件下的LED照明应用方案

③功率高于50W的AC/DC驱动LED照明应用。

在功率为50~300W的ACDC驱动LED应用领域(路灯照明及大功率区域照明应用)中,可以采用不同的LED驱动方案,假定其输入电压规格为AC90~264V,功率因数高于0.95,效率达90%。

50~150W的ACDC驱动LED应用中,既可以采用NCP1652这样的改进型单段式PFC控制器,也可以结合采用NCP1607NCP1608PFC控制器及NCP1377准谐振(QR)模式PWM控制器。其中,NCP1377集成了电流模式调制器和退磁检测器,确保在任何负载、电源条件下提供完整的CRM,并确保***低的漏电压开关(准谐振工作)。NCP1652具有可编程死区时间信号,支持有源钳位或同步整流,提供优化的效率。该器件还具有输入欠压保护、过压保护、过流保护等保护特性,支持频率抖动、跳周期及CRM、不连续导电模式(DCM)基于NCP1652的采用AC85~135V或AC185~264V输入的50~150 W AC/DC驱动LED应用电路。

50W以上功率的ACDC驱动LED照明应用中,如果需要更高效率的LED驱动电源,则需要高效率的拓扑结构,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)技术的优势。NCP1396及NCP1901均是驱动LED的高效率半桥谐振方案。基于NCP1901的***新型PFC+谐振半桥LED驱动器方案,输入电压为AC90~264V功率为100~300W,其中半桥段工作在固定频率以及固定占空比条件下,以降低开关损耗。

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