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          應用BP2808恒流控制芯片的高效能LED照明電源設計

          作者: 時間:2012-05-10 來源:網絡 收藏

          以其高節(jié)能、長壽命、利環(huán)保的特點成為大家廣為關注的焦點。這幾年高亮度的光源因其制造技術突飛猛進,而其生產成本又節(jié)節(jié)下降,如今使用光源作為高亮度、率而又省電、無碳排放的節(jié)能光源已成為全球的海量需求,一個以制造LED燈具的新興行業(yè)正在崛起,產業(yè)鏈正在日益完善,技術正在日日更新。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/177296.htm

          基本工作原理

          是專門驅動LED光源的恒流工作在連續(xù)電流模式的降壓系統中,通過LED光源的峰值電流和紋波電流,從而實現LED光源平均電流的恒定。使用非常少的外部元器件就實現了恒流、模擬調光和PWM調光等功能。系統電壓范圍從12VDC到600VDC,占空比最大可達100%;適用于交流85V-265V寬電壓輸入,主要于非隔離的LED燈具驅動系統。BP2808采用專利技術的源極驅動和恒流補償技術,使得驅動LED光源的電流恒定,從交流85V-265V范圍內變化小于±3%。結合BP2808專利技術的驅動系統電路,使得18W 的LED日光燈實用方案,在交流85V-265V 范圍內系統效率高于90%。在交流85V-265V輸入范圍內,BP2808可以驅動從3W到36W的LED光源陣列,因此廣泛應用于E14/E27/PAR30/PAR38/GU10等燈杯和LED日光燈。

          BP2808具有多重LED保護功能包括LED開路保護、LED短路保護、過溫保護。一旦系統故障出現的時候,系統自動進入保護狀態(tài),直到故障解除,系統再自動重新進入正常工作模式。復用DIM引腳可進行LED模擬調光、PWM調光和燈具系統動態(tài)溫度保護。BP2808采用SOP8封裝。

          LED日光燈應用典型方案

          LED日光燈的LED光源燈條驅動方案有很多種,目前非隔離方案因其效率高、體積小、成本低而占主流,而用PWMLED驅動控制器來做LED日光燈驅動電源的又占絕大多數。事實上傳統的熒光日光燈都是非隔離方案。

          以AC176V—264V全電壓輸入為例,采用BP2808為主芯片來負載為小功率多顆LED光源多串、多并的LED日光燈時,整個系統方案的方框圖如圖1所示。全電路由抗浪涌/雷擊保護、EMI濾波、全橋整流、無源功率因素校正(PPFC)、啟動電壓(包括前饋補償、開機后的饋流供電、驅動變軟)、恒流補償、PWM控制、源極驅動、LED光源陣列,以及采樣電阻、Toff時間設定、儲能電感、續(xù)流二極管等各部分組成。


          圖1:18W LED日光燈系統方案設計方框圖。

          LED光源陣列設計為0.06W白光LED(SMT或草帽燈)24個串聯、12串并聯的方案,驅動288個小功率WLED,總功率18W。全電壓18W LED日光燈開關恒流源的設計電路如圖2所示,其各部分的功能如紅字所標注。圖中抗雷擊和EMI濾波組成EMC電路,饋流供電是利用已經做在芯片內部的整流二極管來實現的。


          圖2:18W LED日光燈的實用電路圖。

          從AC220V看進去,交流市電入口接有1A保險絲F1和抗浪涌/雷擊的壓敏電阻Vz1;之后是EMI濾波器,由Ld1、Lc1和Cx1、Cx2組成;DB1是全橋整流器,內部是4個高壓硅二極管;CE1、CE2、R10、D2~D4組成無源功率因數校正電路;BP2808芯片由R15、R16啟動電阻降壓經R17、C3前饋補償,并由Dz1、C2、R18與BP2808內部電路組成專利的恒流補償電路穩(wěn)壓后給BP2808控制電路供電,系統啟動后由于控制電路本身靜態(tài)電流小,以及芯片內部存在從OUT到VCC的饋流二極管可向BP2808提供工作電源,此時電阻R15-17上通過的電流將大大降低,因而總的系統功耗也大大降低,系統效率得到明顯提高。專利的源極驅動電路由MOS管Q1、D6、Rg、Rt 、Rcs與BP2808內部電路組成,其顯著特點是有效降低功耗、提高恒流精度。源極驅動方式的驅動電路使系統消耗電流減少,尤其是減少了傳統的高壓差供電通路中類似R15-17上的電流,從而降低了功耗,提高了效率。D6、Rg可使開關開通驅動變軟,關斷驅動保持較強,既改善EMI,又盡量不犧牲效率。與LED光源并聯的輸出濾波電容C0用以減少LED光源上的電流紋波。

          BP2808的CS端采集電流采樣電阻Rs1~Rs2上的峰值電流,由內部邏輯在單周期內控制OUT腳信號的脈沖占空比進行恒流控制,輸出恒流與D5、LM1的續(xù)流電路合并向LED光源恒流供電。LED光源陣列組合改變時,電阻Rs1~Rs2的阻值也要隨之改變,使整個電路的輸出電流滿足LED光源陣列組合的要求。

          PCB板的排列是做好產品的關鍵,因此PCB板的走線要按電力電子安全規(guī)范要求來設計。本電路可通用于T10、T8日光燈管,因兩管空間大小不同,二塊PCB的寬度將不同,要降低所有零件的高度,以便放入T10、T8燈管。圖3是T10恒流源板的實物照片,30個組件安裝0.8 毫米厚的環(huán)氧單面印制板上。

          基于BP2808實現高效能LED照明電源設計(電子工程專輯)
          圖3:18W LED日光燈開關恒流源的實物照片。

          如是設計AC85V--264V全電壓輸入,又要考慮PFC,可將LED光源陣列設計成0.06W白光LED 12個串聯、24串并聯方案。BP2808做LED日光燈電源驅動電源設計時,建議輸出電壓100VDC、電流600mA。

          目前可使用的LED日光燈驅動IC有好幾種,其性能參數都有差異,現列表1供設計選型參考。從中可見BP2808的固定Toff工作模式、100%占空比、芯片工作電流僅0.2mA、效率達92%、恒流補償和使用獨特的源極驅動模式等特性,使其具有適用于LED照明燈具的明顯優(yōu)勢。


          表1:LED日光燈驅動IC產品性能參數比較表。


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