LED驱动器满足功率、空间和成本挑战
LED照明設計人員通常在尋找低功耗的LED驅動器,一個更小的系統包,當然,在低至中等功率范圍的應用中,成本更低(同時也提供高可靠性)。為了滿足這一需求,LED驅動制造商在最近的努力中,采用了功率因數校正(PFC)電路,提高了電能質量,同時采用一次側調節(PSR),通過消除次級反饋電路來降低成本。他們還使用反激式拓撲來簡化設計。
LED驅動器制造商在他們的設計中使用PFC電路,以達到更好的電能質量-更低的功率損耗-以滿足不同的區域管理標準。PSR做了一些其他有益的事情:它消除了輸出電流感應損耗和所有次級反饋電路,這使得開發一個更高的效率LED驅動器沒有一個大的附帶的價格標簽。它還允許更高的可靠性,因為它調節LED驅動器的輸出電壓沒有二次反饋電路。
一個例子是飛兆半導體fl7733a單級PSR反激式LED驅動器。這種LED驅動器的目的是提供恒定亮度和瞬間閃爍LED照明免費開啟。與PSR的fl7733a降低元件數量在低到中等功率LED轉換器,消除輸入大電容和次級反饋電路的需要,這也壓低了成本。進一步促進節約空間是fl7733a控制器的小型8引腳小外形封裝(SOP)。該裝置適合用于SSL筒燈,以及PAR和A19燈泡的應用。
的fl7733a LED驅動器(圖1)可以用在各種各樣的5瓦(W)60 + W LED室內外應用。LED驅動器還提供了嚴格的恒流調節、大功率因數(PF)和低總諧波失真(THD),可以滿足許多區域市場的要求。據Fairchild說,它符合全球標準,在通用線路電壓條件下,總諧波失真小于30% THD,這在大多數區域法規中都是不超過10%的THD。Fairchild說,這些特性共同幫助設計者在單一解決方案中達到全球LED照明標準和法規。
通過減小導通波動來實現高0.9和低THD的高PF值。在反激或降壓升壓拓撲中,在不連續導通模式(DCM)操作中,恒定的定時和恒定頻率使高PF和低THD。一般來說,業界已經承認,DCM通常用于PSR反激式拓撲,因為它提供更好的輸出調節。
該器件還包括保護功能,包括LED短/開放,輸出二極管短,傳感電阻短/開放,逐周期電流限制,溫度過高,系統可靠性高,欠壓鎖定。該裝置還采用了雙重過壓保護(OVP)符合UL 60 V輸出規定SELV下。除了節省電路板空間,這些保護功能也有助于提高LED照明的可靠性。
凱利訊半導體fl7733a PSR反激式圖像的LED驅動器
圖1:fl7733a PSR反激式LED驅動電路框圖。通過減少二次側反饋電路的需要來降低成本的設計。(凱利訊半導體公司提供)
此外,LED驅動器有一個集成的高壓啟動電路,實現快速啟動(85伏的200 ms)和高的系統效率。該裝置在啟動過程中采用自適應反饋環控制,使初始反饋條件接近穩定狀態,使LED電流不超過或低于截止電流。
由于Fairchild的truecurrent技術高精度的恒流輸出,使設計的fl7733a恒流誤差小于1%±在通用線路電壓滿足LED的亮度要求。通過調節精確恒定LED電流依賴于一些因素,輸入電壓,輸出電壓truecurrent作品,和勵磁電感的變化。在LED照明設計中,精確恒定控制是如此重要的一個關鍵原因是因為電流決定了LED的亮度。沒有嚴格的控制,亮度可能會因燈而異。它也可能導致從燈到燈的顏色變化。
LED驅動器在寬的工作范圍內提供無閃爍恒定亮度,在所有條件下和< 0.2秒啟動性能><3%恒流容差。另一個關鍵特性是與高壓LED模塊兼容,超寬輸出電壓范圍為10%~100%。
對于那些關心供應鏈的設計師來說,除了減少物料清單(BOM)之外,它還通過提供一個5 W到60 W的設計解決方案。
也有一些反激式控制IC專門設計,以幫助提供成本效益的LED驅動器的設計。一個例子是國際整流器公司的irs29831 ledrivir回掃控制IC。該控制器IC是用于LED的LED燈泡更換驅動單級反激式和Buck-Boost拓撲優化,LED燈管照明和筒燈。
此外,該裝置還提供了單級PSR,同時具有高的PF和低THD與保護功能。的irs29831(圖2)主要是針對LED驅動的應用高達25 W使用隔離或非隔離反激式轉換器或降壓-升壓拓撲結構。
過去幾年驅動LED制造商繼續工作的關鍵因素之一是集成度高,原因有很多,包括成本和易設計性。的irs29831集成了一個LED驅動控制IC和功率MOSFET采用700 V技術,這有助于降低成本和節省空間。該器件還具有高壓啟動,提供了一個簡單的單級解決方案,同時仍然保持高PF和低THD改善效率。
國際整流器irs29831圖像
圖2:專為初級側調節,在PFC的單級反激式拓撲設計國際整流器irs29831。(國際整流器提供)
irs29831型LED驅動電路也被稱為平滑、無閃爍調光可控硅調光器與基礎。它還具有保護功能,包括打嗝模式打開負載/過壓保護,逐周期初級過電流限制,輸出短路保護。其他功能包括快速啟動和操作在寬輸入電壓范圍。
如果這還不夠,這irs29831還采用臨界導通模式操作的不連續和突發在輕負載模式。它允許用戶在沒有光耦的情況下配置隔離設計。控制IC安裝在一個8引腳DIP封裝。
總之,對于低至中等功率LED照明應用,PSR反激式LED驅動與DCM操作可以實現高效率,高PF,低THD,以滿足全球LED照明要求。這些設計還提供了低BOM的好處,以減少空間和整體成本,同時簡化產品設計。這些都是設計師們不斷考慮的因素,作為他們總體設計要求的一部分。
總結
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