大功率LED照明電源設計方案

（2）有源PFC升壓變換器

功率因數(shù)控制器U1（CM6807）、功率開關VT2、升壓電感器L1、升壓二極管VD3、輸入電容C9/C10、輸出電容C7、電流傳感電阻R4等，組成DC/DC有源PFC升壓變換器。PFC級電路工作在連續(xù)模式。輸入電流經(jīng)R5、R8和R13通過U1引腳②檢測。輸出DC總線電壓（395V）經(jīng)分壓器R7、R10、R12和R13采樣，饋送至U1引腳FB.U1的引腳④為電壓誤差放大器輸出，C17、C18和C21為補償網(wǎng)絡。通過PFC級的電流被R4感測，并經(jīng)R11和C20由U1引腳③來檢測。U1引腳⑨上的驅動輸出推動VT1/VT3和VT2.PFC升壓變換器的作用是在橋式整流器BR1的輸入端產(chǎn)生一個與AC輸入電壓趨于同相位的正弦電流，能夠滿足IEC61000-3-2標準規(guī)定的諧波電流限制要求，系統(tǒng)功率因數(shù)遠高于0.95，并且在85~264V的AC輸入電壓范圍內(nèi)能夠輸出一個395V的穩(wěn)定DC電壓。

（3）啟動電路與偏置電源

R5、R8、R6、R9、VT4、VD4和C16等，組成U1引腳⑧上的肩動電路，U1一旦啟動，PFC進入操作狀態(tài)，U1引腳③則由L1引腳③與④之間的輔助繞組、C1和C2、VD1和VD2、R15、VZ1、VT5及C16等組成的偏置電源供電。

2.2 LLC半橋諧振功率級

LLC半橋諧振功率級電路如圖2（b）所示。該功率級主電路由圖2 （c）所示的控制電路來控制。在圖2 （b）中，功率開關VT6、VT8、電容C23、電感L3以及變壓器T3引腳③與引腳⑥之間的初級電感組成半橋LLC串聯(lián)諧振電路。T3二次側上的VT7和VT9組成同步整流器電路，可使LLC諧振半橋變換器的工作效率達96%以上，比傳統(tǒng)LLC諧振半橋功率級的效率提高4%~5%。

C25/C26、L4和C27/C28構成LC濾波電路，可以保證DC輸出電壓紋波小于300mV.R23為輸出電流感測電阻。電源的DC輸出可以驅動350W的LED模塊或陣列。

2.3 基于CM6900的恒壓/恒流（CV/CC）控制電路

采用CM6900作半橋諧振控制器的CV/CC控制電路見圖2 （c）。

（1）偏置電源

圖2（a）中L1引腳⑤與⑥之間的輔助繞組，與圖2（c）中的C29/C30、VD7/VD8、VZ2、VT14、R27和C31等，組成輸出12V的穩(wěn)壓電源，為U2（CM6900）和運放U3（LM358）等提供偏置。

（2）控制與驅動電路

在圖2（c）中，U2引腳⑨外部的R32和C38設定振蕩器頻率。LED驅動電源的輸出電壓（+40V）經(jīng)電阻分壓器R26、R27和PR1取樣，反饋到U2的引腳②，以執(zhí)行輸出電壓調節(jié)。流經(jīng)輸出電流感測電阻R23［見圖2（b）］的電流經(jīng)U3B放大150倍，并經(jīng)R42和R48分壓后，由U3A作緩沖器加入到輸出電壓的反饋回路，使輸出電流被控制在恒定值。VT19的門極與地之間連接一個開關S.當S關斷時，VT19導通，U3B的輸出被R42和R48、R46分壓至2.5V，使LED驅動電源輸出10A的最大恒流。當S接通時，VT19截止，U3B輸出被R42和R48分壓至1.25V，LED驅動電源輸出電流則為5A.

U2引腳（14）和（13）上的輸出，通過晶體管VT10/VT11和VT12/VT13來驅動變壓器T4.T4的二次繞組輸出驅動圖2（b）半橋中的VT6/VT8.U2的引腳（12）和（13）上的輸出，通過VT14/VT15和VT16/VT18來驅動圖2（b）中的同步整流器VT7和VT9.

3 結束語

采用CCM功率因數(shù)控制器CM6807和諧振半橋控制器CM6900的350W LED電源供應器，同時采用同步整流方案，可以提供CV/CC控制，實現(xiàn)高于0.95的功率因數(shù)和高于90%的效率。該設計方案適用于100~1000W的電源供應器，可應用于LED照明、LED路燈、大型LED看板以及體育場館LED照明等。