复合肥厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
复合肥厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

国家半导体大功率LED照明系统解决方案

发布时间:2020-07-21 18:15:06 阅读: 来源:复合肥厂家

由于拥有更高的效率与更长的使用寿命,LED的使用日益普及。因此,供电电源需要具有更高效率,至少要有与LED相同的使用寿命。美国国家半导体公司提出了一款解决方案,能够确保效率达到90%并拥有超长的使用寿命。就THD(总谐波失真)而言,欧洲标准EN61000-3-2对功率损耗超过25W的照明装置有严格限制。此外,这些照明装置需要满足功率因数要求。为此,需要包含有源PFC(功率因数校正),以确保输入电流与输入电压吻合。

下文将讨论LED驱动器满足这些要求的工作原理,并对AC/DC降压转换器如何高效地驱动30只同串的高亮度LED进行说明。

此外,本文还将给出另外一种实现方法的结构示意图,即采用隔离式AC/DC电源及一款具有动态余量控制的LM3464。通过避免电磁干扰,该方案具有极高效率。

简介

LED正越来越广泛应用于照明改造、工业照明、商业照明、街道照明以及其它众多领域,其效率以及使用寿命已经得以证实,为提供更高可靠性,它需要一个良好的电源以满足其需求。我们的第一个方案是由两级构成:一个前端PFC与一个LM3445 LED驱动器。

图一给出了结构框图,该方案无需电流隔离并提高了工作效率。总系统效率更多地取决于AC/DC隔离变压器。反激式PFC虽然经济,但效率很难超过85%。在第一个方案中,在散热装置和LED之间使用绝缘胶层或陶瓷层进行隔离,由于变压器无须隔离,其效率变得更高。

图1:结构图

该电源的主要目的是将整流AC输入转换为DC稳压电流,以下是一个优化示例,示意在350mA电流下如何驱动功率达到35W的30个高亮度白光LED。该电源为LED提供了保护,限定了瞬态输入电压,并在热插拔时避免了电流浪涌。总的电源一致性(电源母线谐波(EN),电源母线干扰,国际安全标准等)全部符合欧洲标准(EN)。

下面是一个使用镇流器对35W的T8管进行替换的示例,见图2。在LED串开路、短路或过载的情况下,可以保护镇流器以免发生故障。它确保了任何元件都不会在故障下过热或烧毁,以确保设计的稳定性。

图2:使用镇流器时35W的T8灯管进行替换

镇流器与T8的主要特点如下:

? 适用于欧洲输入电压范围,但可以进一步扩展到从85VAC?265VAC的更宽范围。

? PF为0.98

? 输出电流为350mA

? 输出电压为100V±20%(取决于LED VF)

? 母线谐波符合EN61000 - 3 - 2 C类标准要求

? 电磁干扰(导电性)符合EN55022 标准要求

? 电磁干扰(辐射)符合现行EN55022 标准要求

? 效率为87%

? 符合现行安全标准要求

? 被动冷却方式

? 温度范围-20 ° C?+65 °C

? 使用聚合物电容器延长寿命

? 使用共享电流的3串90 LED LCW_G5GP-GX-6S的欧司朗T8管。 第一级PFC

大多数基本的AC/DC电源在输入线路中都会产生谐波失真且功率因数较差,因此很难满足欧洲标准EN - 61000 - 3 – 2的要求。该解决方案使用PFC电路,使输入电流波形与输入电压波形同样为正弦波波形。

对于镇流器产品,则符合欧洲EN - 61000 - 3 - 2C类标准。该标准适用于所有的照明产品,包括有源输入功率大于25W的调光设备。

PFC作为升压转换器,在临界导通模式下运行。它提供了一个相对稳定的输出电压(380VDC),作为LED驱动器输入电压。LED驱动器作为恒定电流控制降压转换器,将更适用于整流输入电压。

由于LED驱动器具有更高输入纹波,在380 VDC环境中将用较小电容。由于故障率较高,为保持长久的使用寿命,不允许使用电解电容器。

这种镇流器使用EPCOS薄膜电容器来替代电解电容,根据内部指标对所有组件的额降值加以限定,这最大限度地减小了故障率,延长了整个系统的使用寿命。

第二级是LED驱动器,选用了LM3445恒流控制器。

LM3445是一个具有自适应恒定关断时间的AC/DC降压恒流控制器,兼容三端双向可控硅开关(TRIAC)调光与脉冲宽度调制(PWM)信号。LM3445为大功率LED照明提供了恒定的电流值,调光解码器允许更宽范围的LED调光。图3详细地示意了LED驱动器在一个完整交流电周期内Q3的漏源电压和电流情况。

该周期可划分为几个不同阶段,曲线如下:

1.闭合阶段

2.导通阶段

3.断开阶段

4.断开阶段,能量转移至负载

图3:LED驱动器在一个完整交流电周期内Q3的漏源电压和电流情况

该LED驱动器采用恒定关断时间控制,通过一串LED调节电流。当MOSFET导通时,通过电感器的LED电流增加,直到达到由参考电压和电流检测电阻限定的峰值为止。达到该峰值电流后,MOSFET关断,同时二极管在Toff期间导通。

为驱动更多的LED,进行了一些改进,包括成功串接了60只LED。在输出功率为70W时,其总效率可达92%,通过并联其他LM3445可以驱动多串LED(每串30只),但将需要更多电缆,以连接LED 。

图4:采用多串LED的解决方案

另一种方法如图 4 所示 。其中主电源一侧的输出电压低于60V,这符合UL1310标准Class 2对最高电压的限制要求。当隔离系统中要求限定次级电压时,唯一的选择是多串LED。

在次级,LM3464是一款多通道LED驱动控制器。作为线性稳压器,每个LM3464最多可控制四个外部功率N-MOSFET,因此,能够控制多串LED,而每串可串联多达15个LED。

每通道最大的平均电流值可达500mA,图 4 示意了LM3464如何控制绝缘AC/DC 初级离线电源,通过LM3464发出的指令可以对Vo动态调整从而使通过每个线性稳压器的电压值保持最低。Vo的调节基准是参考电压最高的LED串通道。即使每通道的驱动电流达350mA,LM3464的功率效率也可超过95%。图1和图4的一个重要区别在于LM3464无需新的开关频率,这对于控制EMI而言极为重要,因为随着总功率的增加EMI会越来越难以控制,而 唯一的开关噪声来自于AC/DC部分。

结论

本文讨论了驱动更多数量LED的不同方法。第一个解决方案使用PFC作为标准的升压装置以驱动一个有隔离散热装置的LED串(30只) ,这对于需要多串多数量LED的设计工程师来讲是一个极具吸引力的选择。示例着重于LED的更换,LED灯管的详细信息可以根据需求提供。如果设计正确,除超级电容器相关文章:超级电容器原理

杭州面部填充医院

济南吸脂

郑州隆鼻价格

重庆双眼皮

相关阅读