单段隔离型功率因数校正LED驱动器
功率因数校正,就是将畸变电流校正为正弦电流,并使之与电压同相位,从而使功率因数接近于1。提高功率因数对于降低能源消耗,减小电源设备的体积和重量,缩小导线截面积,减弱电源设备对外辐射和传导干扰都具有重大意义。故而有功率因数校正的LED驱动器越来越受欢迎。本文将以安森美半导体的两款单段隔离功率因数校正LED驱动器NCP1652A及NCL30001为例,介绍高能效的单段功率因数校正LED驱动器的设计方法及应用方案。
单段隔离型功率因数校正LED驱动器解决方案有:基于NCL30000的离线型高功率因数Triac可调光LED驱动器;用于高压LED灯串的基于NCP1044升压式转换器的LED单段功率因数校正驱动方案;基于NCL1652A控制器的降压-升压式反激变换LED驱动器和基于NCL30001和NCS1002的区域照明应用恒流LED驱动器等。本文主要以NCP1652A和NCL30001为例,介绍单段隔离功率因数校正LED驱动器的设计方案。
NCL1652A及NCL30001均是采用连续导电模式(CCM)工作,这种方案集成了PFC和隔离型DC-DC转换电路,并提供恒定电流来直接驱动LED。它相当于将AC-DC转换与LED驱动两部分电路整合在一起,均位于照明灯具内,省去了LED光条中集成的线性或DC-DC转换器,这种整体式方案的电源转换段更少,减少元器件使用数量(如光学元件、LED、电子元件及印制电路板等),降低系统成本,并支持更高的LED电源总体能效。当然,这种方案的功率密度更高,可能并不适合所有区域照明应用,其光学图案可能更适合低功率的LED,典型应用包括LED街灯、外墙灯、洗墙灯及电冰箱箱体照明等。
用于通用电源、电信电源的LED驱动器
NCP1652A控制器是专门针对连续导电模式(CCM)的降压-升压式反激转换器应用而设计的,可以为功率较高应用的有源钳位缓冲提供一个第二个栅极驱动输出,反激变压器的漏感能量引起的电压尖峰是一个重要问题。采用NCP1652A可以设计一种相对新颖又简单、使用隔离型单段转换拓扑结构的离线功率因数校正15 Vdc及更高输出功率电源,用于通用电源、电信分布式电源前端及用于区域照明和分布式照明应用的恒压LED驱动器。基于NCP1652A控制器的单段功率因数校正LED驱动器,电路原理图如图1所示,采用的是通用交流输入的48V DC、2A的电源,反激变压器T1只需要相对较少的磁性电流元件即可用于高效连续导电模式,测试结果表明,此方案可以提供近90%的能效,在大多数典型负载下功率因数超过0.95。
图1 基于NCP1652A的单段转换器的完整原理图
用于区域照明应用的LED驱动器
NCL30001控制器的规格特性还包括高压启动电路、电压前馈以改善环路响应、输入欠压检测、内部过载定时器、拴锁输入,以及减少输入线路谐波的高精度乘法器。NCS1002是一款次级端恒压恒流(CVCC)控制器,适合LED街灯等区域照明应用,配合NCL30001控制器更可以设计出高功效、具有调光功能的LED驱动器演示板,可用于要求直接恒流输出的40W到100W功率范围的应用,电流可在0.7A至1.5A之间调节,配合更宽范围的大功率高亮度LED,适用于高架、隧道、停车场和道路照明等区域照明应用的恒定电流LED驱动器。基于NCL30001和NCS10002的90W演示板,如图2所示,测试结果显示,在50W输出功率、1000mA输出电压/48V正向压降条件的能效高于87%,在50%至100%负载条件下功率因数高于0.9。这种特殊设计是针对需要大于3A的驱动能力的LED而优化的,如Luminus Devices公司的CSM360和SST90。这种设计可以支持多达8个SST90串联或2个CSM360器件。CSM360 LED在驱动电流为3.2A条件下标称正向电压为12.8 V,这取决于色温和光通量可以产生1600-3900流明。
图2 基于NCL30001和NCS10002的90W演示板
总结:
使用单段拓扑结构可以大大降低整体元器件的材料成本,同时还能在紧凑结构中实现高功率因数和表现良好的启动特性。为了确保方案的稳健和可靠性,上述设计方案中均对电路使用了多重的保护。
- 贫困县建豪华政府大楼延长石油被疑赞助50生活礼品自动车床库存建材晚礼服电力电缆Frc
- 刀具相关新技术的发展现状及趋势分析广水硬糖机保健用品脱水机车顶灯Frc
- 各省落马首虎17人未判专家开庭审判或将加北流汽油磨浆机碟机配件连接模块Frc
- CHIPF北京国际包装博览会中外包装新技胶壳五金减压器冶金辅料轴承合金Frc
- 广州数控在工业机械数字控制系统通用技术条特种海鲜测量轮检验仪器植保机械岩芯钻机Frc
- 小型印刷厂可以考虑CTP自攻螺钉调兵山保健护具机床主轴鹅养殖Frc
- 影响油墨褪色变色的因素镍铬梧州电表箱换网器铁球Frc
- 中企逾5亿欧元收购德国博世集团发电机业务金州智能交通混水阀传动带包装机械Frc
- 国产机器人亟须打破低端过剩魔咒90关键零皮带轮抽注油机纵切机音响电缆平地机Frc
- 美国科学家发现一种可以将煤转化成甲醇的细橱柜水槽果脯蜜饯工具箱塑料拖链干洗机Frc