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LED區(qū)域照明驅(qū)動電源的方案解析

編輯:chris 2012-12-10 09:50:37 瀏覽�1071  來源:安森美半導(dǎo)�

要在街道和區(qū)域照明應(yīng)用中采用LED來替�HID并產(chǎn)生同等的光輸出,就要求采用大陣列�LED。要�(qū)動這些大陣列的LED,設(shè)計人員可以選擇不同的方案。另外,不同LED串的亮度需要保持一致,如果某�LED�(fā)生開路故障,可能造成整串LED�(guān)閉的后果,故需要顧及為LED串提供保護的方案。高壓鈉�(HPS)等高強度氣體放電�(HID)具有光強度高、壽命長等特點,廣泛�(yīng)用于諸如街道照明、停車場及公園等公共場合的區(qū)域照明應(yīng)用。另一方面,高亮度白光�(fā)光二極管(LED)在性能和成本等方面持續(xù)改�(jìn),非常適合區(qū)域照明應(yīng)用,并且提供一�HID所不具備的�(yōu)勢,如方向性更好、色彩質(zhì)量更佳、環(huán)保,并且其開啟和�(guān)閉能夠更方便地控制,便于自動檢測�(huán)境光從而改變亮度;此外�LED的可靠性也更佳,利于降低維護成本及總體擁有成本�

�(gòu)建聯(lián)�(wǎng)的智能化LED街燈控制系統(tǒng),也需要采用適合的通信及線路驅(qū)動方案。下文將探討這些問題及相�(yīng)的安森美半導(dǎo)體解決方案�

一�LED街燈及區(qū)域照明驅(qū)動電源選�

區(qū)域照明應(yīng)用的功率一般高�40W。根�(jù)�(yīng)用條件或要求的不同,可以采用不同的電源方案來�(qū)�LED陣列。安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于綠色電子�(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供�(yīng)商,提供用于LED街燈及區(qū)域照明的不同電源方案,滿足客戶不同需求�

1、基�NCL30001的電流可�(diào)節(jié)恒流功率因數(shù)校正區(qū)域照�LED電源

有些區(qū)域照明應(yīng)用場合要求提供帶輸入功率因數(shù)校正的隔離型�(wěn)壓輸出電壓。這些�(yīng)用通常采用兩段式的電源�(zhuǎn)換架�(gòu),其中的升壓功率因數(shù)校正(PFC)將交流輸入線路電壓轉(zhuǎn)換及�(yù)�(wěn)壓為直流400V電壓,然后提供電壓給可以是任何適�(dāng)�?fù)浣Y(jié)�(gòu)的常�(guī)直流-直流(DC-DC)�(zhuǎn)換器(功率不超�150W的應(yīng)用中通常是反激�(zhuǎn)換器)�

我們能夠采用一種更簡單的方法來改�(jìn)這種傳統(tǒng)的兩段式�(zhuǎn)換架�(gòu),使其成為一種集成功率因�(shù)校正和主�(zhuǎn)換器(�DC-DC�(zhuǎn)換器)的單段式架構(gòu)。這種單段式架�(gòu)提供具備顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,因為無需使用大尺寸的升壓電感、高�MOSFET、功率整流器和大電容。當(dāng)然,這種單段式架�(gòu)會帶來某些方面的一些性能折衷,但卻是一種高能效及高性價比的方案,適合于�(fù)載相對恒定的�(yīng)用,�LED區(qū)域照明�

NCL30001就是一種單段式控制器,集成了功率因�(shù)校正和隔離型降壓DC-DC�(zhuǎn)換電路,幫助減少元件�(shù)量、降低系�(tǒng)成本,支持更高的LED電源總體能效�NCL30001提供�(wěn)流恒流來直接�(qū)�LED,省下了LED光條中集成的線性或DC- DC�(zhuǎn)�(參見�1)。安森美半導(dǎo)體的�(shè)計筆�AND8427中描述了一種基�NCL30001單段連續(xù)電流模式(CCM)PFC控制器和NCS1002 次級端恒壓恒�(CVCC)控制器的LED電源,適合街燈等區(qū)域照明應(yīng)用�

�1�......

測試表明,在90�264Vac輸入電壓條件下,基于NCL30001�LED電源提供高于85%的高能效,功率因�(shù)也高�0.9,并提供短路和過壓保護。設(shè)計人員略微調(diào)整次級端控制電路中的電阻,就可以�(diào)節(jié)�(wěn)流電流及�(wěn)壓電壓,從而支持終端產(chǎn)品的具體�(yīng)用要求。另值一提的是,雖然這種電源是設(shè)計旨在提供緊密穩(wěn)流的固定電流,但也可以工作在恒定電壓模式,因為其電流和電壓根�(jù)NCS1002中集成的緊密�(wěn)壓的2.5V參考電壓來�(wěn)流和�(wěn)壓�

2、基�NCP1607�NCP1397的超高能效大功率LED街燈電源方案

近年來,�(yè)界對超高能效�LED照明�?fù)浣Y(jié)�(gòu)興趣日濃,期望在功率電平相對較低(<50W)時提供高�90%的能效,這個能效目�(biāo)甚至比“能源之星�2.0版外部電源能效要�(功率不超�49W時能效高�87%)更高。要�(dá)到這樣高的能效,需要采用新的拓?fù)浣Y(jié)�(gòu),如從反激�?fù)浣Y(jié)�(gòu)�(zhuǎn)向諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)�(gòu),從而充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勀有利的是,安森美半�(dǎo)體早已著手開�(fā)能用�LED�(qū)動電源的高能效半橋解決方案,�NCP1396及其升級�NCP1397高性能諧振模式控制器�NCP1397�(nèi)置高端和低端�(qū)動器,支持可�(diào)節(jié)及精確的最低頻率,提供極高能效,并具備多種故障保護特性。基�NCP1607PFC控制器和NCP1397雙電感加單電�(LLC)半橋諧振控制器的LED電源方案(見圖2)非常適合功率�50�300W范圍的高能效LED街道照明�(yīng)用�

�2�......

除了這些方案,設(shè)計人員還可以根據(jù)�(shè)計需求選擇安森美半導(dǎo)體的其它LED電源方案,如NCP1607PFC控制�+NCP1377�(zhǔn)諧振控制器,�NCP1607+NCP1392/3等�

二、增�LED串可靠性的保護方案

  

......更多精彩�(nèi)容請見《LED專刊�12月刊,訂閱咨詢:0755-86149050

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