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LED照明中的基于低功率AC-DC LED通用照明应用的解决方案
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2020-10-20
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摘要:近年来,世界上许多国家都致力于研究以更高能效的照明方案(如LED)来替代低能效的白炽灯。而随着发光二极管(LED)在发光性能、成本等几乎各方面的不断改进,LED在通用照明领域已经成为极引人注目的解决方案。从供电电源来看,LED照明也包括高压AC-DC、中等电压AC-DC或DC-DC以及电池供电等不同类型。本文将着重探讨用于低功率(一般低于30 W)AC-DC LED通用照明应用的驱动器方案及其在PAR30、A型灯等应用中的示例。 AC-DC电源转换拓扑结构比较 对于低功率AC-DC LED电源转换而言,可以选择隔离型反激或非隔离降压等不同拓扑结构。所谓“隔离”,是指输入与输出
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LED照明中的基于低功率照明中的基于低功率AC-DC LED通用照明应用的解决方案通用照明应用的解决方案
摘要:近年来,世界上许多国家都致力于研究以更高能效的照明方案(如LED)来替代低能效的白炽灯。而随
着发光二极管(LED)在发光性能、成本等几乎各方面的不断改进,LED在通用照明领域已经成为极引人注目的
解决方案。从供电电源来看,LED照明也包括高压AC-DC、中等电压AC-DC或DC-DC以及电池供电等不同类
型。本文将着重探讨用于低功率(一般低于30 W)AC-DC LED通用照明应用的驱动器方案及其在PAR30、A型
灯等应用中的示例。 AC-DC电源转换拓扑结构比较 对于低功率AC-DC LED电源转换而言,可以选择
隔离型反激或非隔离降压等不同拓扑结构。所谓“隔离”,是指输入与输出
摘要:近年来,世界上许多国家都致力于研究以更高能效的照明方案(如LED)来替代低能效的白炽灯。而随着发光二极
管(LED)在发光性能、成本等几乎各方面的不断改进,LED在通用照明领域已经成为极引人注目的解决方案。从供电电源来
看,LED照明也包括高压AC-DC、中等电压AC-DC或DC-DC以及电池供电等不同类型。本文将着重探讨用于低功率(一般低
于30 W)AC-DC LED通用照明应用的驱动器方案及其在PAR30、A型灯等应用中的示例。
AC-DC电源转换拓扑结构比较
对于低功率AC-DC LED电源转换而言,可以选择隔离型反激或非隔离降压等不同拓扑结构。所谓“隔离”,是指输入与输出
之间采用变压器等进行电气隔离。这两种拓扑结构各有其特点。相比较而言,非隔离拓扑结构设计及电路板配置简单、电路板
尺寸小、元件数量少、能效更高,而隔离拓扑结构易于满足安规要求,但磁学设计复杂,要求较大的电路板尺寸。本文将聚集
于隔离型拓扑结构的AC-DC LED驱动器方案。
LED驱动器应用要求
对于LED通用照明应用而言,目前成本还相对较高,故高性比的LED驱动器无疑会更受青睐。此外,LED驱动器也应该具
有高能效(低损耗)、高可靠性、符合电磁干扰(EMI)及谐波含量或功率因数(PF)等标准、灵活、适应宽环境条件、可改
造用于已有应用、支持传统控制方式工作(兼容传统调光)等。
其中,就功率因数要求而言,美国“能源之星”项目固态照明标准中对PFC带有强制性要求(而无论是何种功率等级),适
用于特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯等。该标准针对住宅应用部分要求功率因数高于0.7,针对商业应用部分要求功率因数高
于0.9,而整体式LED灯泡的要求是输入功率高于5 W的灯泡功率因数大于0.7.当然,并非所有国家都绝对强制要求在照明应用
中改善功率因数,但某些应用可能有这方面的要求。例如,公用事业机构可能大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的
商业应用。
图1:传统两段式架构与改进的单段式架构对比
提供高功率因数的NCL30000隔离型LED驱动器方案
要提供高功率因数,同时符合其它应用要求,就有必要使用高功率因数的电路架构。这样一来,传统的两段式架构(PFC
升压+脉宽调制(PWM)反激转换)就无法满足要求了。有利的是,诸如安森美半导体NCL30000功率因数校正可调光LED驱
动器采用单段式架构(见图1),可以提供达0.9甚至更高的功率因数。这器件采用紧凑的8引脚表面贴装封装,使用临界导电
模式(CrM)反激架构,以单段式拓扑结构提供大于0.95的高功率因数,省下专门的DC-DC转换电源段,帮助减少元器件数
量,降低系统总成本。
NCL30000采用的恒定导通时间CrM工作特别适合于隔离型反激LED应用,因为控制塬理简单,即使在低功率电平时,也
能够提供极高能效。NCL30000工作温度范围为-40至+125℃,确保能用于大多数LED通用照明应用中规定的不同环境工作范
围。NCL30000拥有典型值24微安(?A)的低启动电流及典型值2 mA的低工作电流,配合高能效设计。这器件也集成前沿消
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