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高效驱动LED离线式照明

   
    发布日期:2012-01-04         
阅读:338     
 
 
 

  在路灯应用中,一种可行的配置是创建300V/0.35安培负载的80个串联的LED。在选择电源拓扑结构时,需要制定隔离和功率因数校正(PFC)相关要求。隔离需要大量的安全权衡研究,其中包括提供电击保护需求和复杂化电源设计之间的对比权衡。在这种应用中,LED上存在高压,一般认为隔离是非必需的,而PFC才是必需的,因为在欧洲25瓦以上的照明均要求具有PFC功能,而这款产品正是针对欧洲市场推出的。


  就这种应用而言,有三种可选电源拓扑:降压拓扑、转移模式反向拓扑和转移模式(TM)单端初级电感转换器(SEPIC)拓扑。当LED 电压大约为80伏特时,降压拓扑可以非常有效地被用于满足谐波电流要求。在这种情况下,更高的负载电压将无法再继续使用降压拓扑。那么,此时较为折中的方法就是使用反向拓扑和SEPIC拓扑。SEPIC具有的优点是,其可钳制功率半导体器件的开关波形,允许使用较低的电压,从而使器件更为高效。在该应用中,可以获得大约2% 的效率提高。另外,SEPIC 中的振铃更少,从而使EMI滤波更容易。图1显示了这种电源的原理图。

 

高效驱动LED离线式照明(组图)


  图1:转移模式SEPIC发挥了简单LED驱动器的作用。


  该电路使用了一个升压TM PFC 控制器来控制输入电流波形。该电路以离线为C6充电作为开始。一旦开始工作,控制器的电源就由一个 SEPIC电感上的辅助绕组来提供。一个相对较大的输出电容将LED 纹波电流限定在DC电流的20%。补充说明一下,TM SEPIC中的AC电通量和电流非常高,需要漆包绞线和低损耗内层芯板来降低电感损耗。


  图2和图3显示了与图1中原理图相匹配的原型电路的实验结果。与欧洲线路范围相比,其效率非常之高,最高可达92%。这一高效率是通过限制功率器件上的振铃实现的。另外,正如我们从电流波形中看到的一样,在96%效率以上时功率因数非常好。有趣的是,该波形并非纯粹的正弦曲线,而是在上升沿和下降沿呈现出一些斜度,这是电路没有测量输入电流而只对开关电流进行测量的缘故。但是,该波形还是足以通过欧洲谐波电流要求的。

 

高效驱动LED离线式照明(组图)


  图2:TM SEPIC具有良好的效率和高PFC效率。

 

高效驱动LED离线式照明(组图)


  图3:线路电流轻松地通过EN61000-3-2 Class C标准。

 

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