半導(dǎo)體大功率LED照明系統(tǒng)解決方案

標(biāo)簽：LED 照明 光源 驅(qū)動器

由于擁有更高的效率與更長的使用壽命，led的使用日益普及。因此，供電電源需要具有更高效率，至少要有與LED相同的使用壽命。美國國家半導(dǎo)體公司提出了一款解決方案，能夠確保效率達(dá)到90%并擁有超長的使用壽命。

就THD(總諧波失真)而言，歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN61000-3-2對功率損耗超過25W的照明裝置有嚴(yán)格限制。此外，這些照明裝置需要滿足功率因數(shù)要求。為此，需要包含有源PFC(功率因數(shù)校正)，以確保輸入電流與輸入電壓吻合。

下文將討論LED驅(qū)動器滿足這些要求的工作原理，并對AC/DC降壓轉(zhuǎn)換器如何高效地驅(qū)動30只同串的高亮度LED進(jìn)行說明。

此外，本文還將給出另外一種實現(xiàn)方法的結(jié)構(gòu)示意圖，即采用隔離式AC/DC電源及一款具有動態(tài)余量控制的LM3464。通過避免電磁干擾，該方案具有極高效率。

簡介

LED正越來越廣泛應(yīng)用于照明改造、工業(yè)照明、商業(yè)照明、街道照明以及其它眾多領(lǐng)域，其效率以及使用壽命已經(jīng)得以證實，為提供更高可靠性，它需要一個良好的電源以滿足其需求。我們的第一個方案是由兩級構(gòu)成：一個前端PFC與一個LM3445 LED驅(qū)動器。

圖一給出了結(jié)構(gòu)框圖，該方案無需電流隔離并提高了工作效率?？傁到y(tǒng)效率更多地取決于AC/DC隔離變壓器。反激式PFC雖然經(jīng)濟(jì)，但效率很難超過85%。在第一個方案中，在散熱裝置和LED之間使用絕緣膠層或陶瓷層進(jìn)行隔離，由于變壓器無須隔離，其效率變得更高。

圖1：結(jié)構(gòu)圖

該電源的主要目的是將整流AC輸入轉(zhuǎn)換為DC穩(wěn)壓電流，以下是一個優(yōu)化示例，示意在350mA電流下如何驅(qū)動功率達(dá)到35W的30個高亮度白光LED。該電源為LED提供了保護(hù)，限定了瞬態(tài)輸入電壓，并在熱插拔時避免了電流浪涌?？偟碾娫匆恢滦?電源母線諧波(EN)，電源母線干擾，國際安全標(biāo)準(zhǔn)等)全部符合歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN)。

下面是一個使用鎮(zhèn)流器對35W的T8管進(jìn)行替換的示例，見圖2。在LED串開路、短路或過載的情況下，可以保護(hù)鎮(zhèn)流器以免發(fā)生故障。它確保了任何元件都不會在故障下過熱或燒毀，以確保設(shè)計的穩(wěn)定性。

圖2：使用鎮(zhèn)流器時35W的T8燈管進(jìn)行替換

鎮(zhèn)流器與T8的主要特點如下：

適用于歐洲輸入電壓范圍，但可以進(jìn)一步擴(kuò)展到從85VAC?265VAC的更寬范圍。

PF為0.98

輸出電流為350mA

輸出電壓為100V±20%(取決于LED VF)

母線諧波符合EN61000 - 3 - 2 C類標(biāo)準(zhǔn)要求

電磁干擾(導(dǎo)電性)符合EN55022 標(biāo)準(zhǔn)要求

電磁干擾(輻射)符合現(xiàn)行EN55022 標(biāo)準(zhǔn)要求

效率為87%

符合現(xiàn)行安全標(biāo)準(zhǔn)要求

被動冷卻方式

溫度范圍-20 ° C?+65 °C

使用聚合物電容器延長壽命

使用共享電流的3串90 LED LCW_G5GP-GX-6S的歐司朗T8管。

第一級PFC

大多數(shù)基本的AC/DC電源在輸入線路中都會產(chǎn)生諧波失真且功率因數(shù)較差，因此很難滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN - 61000 - 3 – 2的要求。該解決方案使用PFC電路，使輸入電流波形與輸入電壓波形同樣為正弦波波形。

對于鎮(zhèn)流器產(chǎn)品，則符合歐洲EN - 61000 - 3 - 2C類標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)適用于所有的照明產(chǎn)品，包括有源輸入功率大于25W的調(diào)光設(shè)備。