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LED照明燈具——驅動電路板(4)

2023-12-18 15:02:01
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4)ACDC驅動LED照明解決方案

ACDC電源供電的LED照明應用中,采用各種離線控制器及功率因數校正控制器,并配合隔離及非隔離要求提供不同的LED應用方案。在輸入的交流電壓與LED之間沒有物理電氣連接的隔離應用中,常見的拓撲結構有反激( Flyback)及雙電感加單電容(LLC)半橋諧振。不同的拓撲結構適合于不同的功率范圍或用于滿足特別的設計要求。例如,反激拓撲結構是小于1000的中低功率應用的標準選擇,而LLC半橋拓撲結構是大功率和高效率的******方案。

ACDC驅動LED照明應用中,小功率的LED應用通常以恒流來驅動,而恒壓功能是在輸出開路的情況下作為保護功能。大功率的LED照明應用需要在電路中增加功率因數校正環節,其中的ACDC轉換與LED驅動兩部分電路采用分布式配置(如圖3-7所示),從而簡化安全考慮,并增加系統靈活性。從應用的具體功率范圍來看,ACDC驅動LED照明的電源方案應用功率范圍為1~8W、8~25W、50~300W。

①1~8 WACDC驅動LED照明應用。

這類應用要求的輸入電壓為DC90~264V,效率達80%,同時要求提供短路保護、過壓保護等保護功能,并提供350mA、700mA恒流,應用領域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌燈等。

在這類應用設計中,可以采用NCP105自供電單片開關穩壓器。該器件集成了固定頻率(65/100/130kHz)電流模式控制器和700V的高壓 MOSFET,提供構成低成本電源所需的全部特性,如軟啟動、頻率抖動、短路保護、跳周期、***大峰值電流設定點及動態自供電功能(無需輔助繞組)等。NCP1015可用在隔離型1~8W功率范圍的ACDC驅動LED照明。NCP1015也可用于非隔離型(電路中不含高頻變壓器)1~8W功率范圍的ACDC驅動LED照明,電路中可以采用抽頭電感來提高 MOSFET工作的占空比,并改善系統效率及電路性能。

②8~25 WAC/DO驅動LED照明應用。

8~25 W AC/DC驅動LED照明應用中,考慮兩種情況:一種是沒有功率因數要求,即不需采用PFC控制器;另一種是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的應用中,假定輸入電壓規格為AC90~132V或AC180~264(或通用輸入),效率達85%,提供短路保護及開路保護等保護功能,輸出電流為350mA、700mA或1A(恒流),可以采用NCP1028或NCP1351。其中,NCP1028是一款增強型單片開關穩壓器,適合在通用主電源輸入的應用中提供高輸出功率至15W。NCP1028的導通阻抗比NCP101×系列更低,提供800mA峰值電流,具備NCP101×系列的諸多特性,此外還具有過功率保護、內置斜坡補償及輸入欠壓保護等特性。NCP1351則是一款固定導通時間、可變關閉時間的脈寬調制控制器,適用于低成本、低功率離線式反激開關電源應用。該器件具有閂鎖輸入、自然的頻率抖動、負電流檢測及擴展的電源電壓范圍等特性。在AC90~264V輸入條件下,基于NCP1351的8~25WLED照明電路。

在需要PFC的8~25 WACDO驅動LED照明應用中,假定輸入電壓規格為AC90~264V,功率因數高于09,效率達80%,提供短路及過功率保護,輸出電流同樣有350mA、700mA和1A等不同選擇。在這類應用中,可以采用NCP1607或NCP1608PFC控制器。NCP1607是款高性價比的臨界導電模式(CRM)PFC控制器。采用該器件可簡化設計,可調節的過壓保護(OVP)及環路開路保護等功能也提高了設計靈活性及可靠性。NCP1607NCP1608在AC85135V或AC185~264V輸入條件下的LED照明應用方案。

③功率高于50W的AC/DC驅動LED照明應用。

在功率為50~300W的ACDC驅動LED應用領域(路燈照明及大功率區域照明應用)中,可以采用不同的LED驅動方案,假定其輸入電壓規格為AC90~264V,功率因數高于0.95,效率達90%。

50~150W的ACDC驅動LED應用中,既可以采用NCP1652這樣的改進型單段式PFC控制器,也可以結合采用NCP1607NCP1608PFC控制器及NCP1377準諧振(QR)模式PWM控制器。其中,NCP1377集成了電流模式調制器和退磁檢測器,確保在任何負載、電源條件下提供完整的CRM,并確保***低的漏電壓開關(準諧振工作)。NCP1652具有可編程死區時間信號,支持有源鉗位或同步整流,提供優化的效率。該器件還具有輸入欠壓保護、過壓保護、過流保護等保護特性,支持頻率抖動、跳周期及CRM、不連續導電模式(DCM)基于NCP1652的采用AC85~135V或AC185~264V輸入的50~150 W AC/DC驅動LED應用電路。

50W以上功率的ACDC驅動LED照明應用中,如果需要更高效率的LED驅動電源,則需要高效率的拓撲結構,往往從反激式拓撲結構轉向諧振半橋拓撲結構,以充分發揮零電壓開關(ZVS)技術的優勢。NCP1396及NCP1901均是驅動LED的高效率半橋諧振方案?;贜CP1901的***新型PFC+諧振半橋LED驅動器方案,輸入電壓為AC90~264V功率為100~300W,其中半橋段工作在固定頻率以及固定占空比條件下,以降低開關損耗。

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