低功率(≤20W)LED照明解決方案

●調(diào)光及調(diào)光范圍(切相調(diào)光器要求、調(diào)光比、浪涌電流限制、阻尼電路、泄放電路等)

MR11和MR16(MR表示“多面反射鏡”外罩)燈泡通常是鹵素?zé)簦Ｒ?jiàn)類(lèi)型的額定值有20W、35W和50W。典型的現(xiàn)有鹵素?zé)粼O(shè)計(jì)如圖5所示。

圖5：現(xiàn)有的傳統(tǒng)鹵素?zé)艋窘Y(jié)構(gòu)

輸入電壓可以是 DC 12V 或 24V 或直接插入到 120V 或 230V AC 電源。12V或24V電壓也可來(lái)自簡(jiǎn)單變壓器，后者接受電網(wǎng)AC電壓并輸出12V/24V AC輸入至燈具插座。LED 替代產(chǎn)品需要恒流控制。4W led MR燈相當(dāng)于20W鹵素?zé)粼O(shè)計(jì)。某些型號(hào)具有調(diào)光特性，同時(shí)調(diào)光的目的是為增加可用性。

MR11/16 燈 LED 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)

MR11/16設(shè)計(jì)的最大難題在于缺乏燈架、燈泡形狀、功率因數(shù)、總諧波失真要求的標(biāo)準(zhǔn)(能源之星要求在>5W時(shí)LED照明產(chǎn)品≥0.9，集成燈具≥0.7)，同時(shí)系統(tǒng)功效低。必須考慮燈的尺寸來(lái)設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)器的小巧空間，因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/驅(qū)動(dòng)器">驅(qū)動(dòng)器必須容納在圖6的燈具內(nèi)。

圖6：MR 燈的尺寸

有兩種印刷電路板外觀形狀。圖6所示產(chǎn)品是圓形的，以適應(yīng)LED模組的背面形狀。圓形直徑應(yīng)小于 30 毫米，較高的元件位于距中心接頭 5 毫米范圍內(nèi)。圖7所示產(chǎn)品是垂直的;必須小于30 x 20 666mm。

圖7：MR 燈圓形印刷電路板設(shè)計(jì)

圖8： MR 燈立式印刷電6路板設(shè)計(jì)

MR11/16飛兆半導(dǎo)體公司解決方案

合適的LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)淇梢詫?shí)現(xiàn)最佳成本解決方案。如果7輸入電壓為 12V 或 24V DC，可選擇升壓或降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)作為 LED 驅(qū)動(dòng)器 DC-DC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。如果 LED 8燈串的總正向電壓高于整流輸入電壓，則使用升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。否則，使用降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。DC-DC 功率級(jí)效率較高。一般情況下，該功率可高達(dá) 90%。然而，鎮(zhèn)流器變壓器效率很差。鎮(zhèn)流器變壓器不是開(kāi)關(guān)模式電源(SMPS)，而是將110V/220Vac轉(zhuǎn)換為12V/24Vac的變壓器。雖然 DC-DC 功率級(jí)效率高，但 AC-DC 變壓器及 DC-DC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的系統(tǒng)總效率較低。

對(duì)于 MR LED 燈驅(qū)動(dòng)器，需要解決系統(tǒng)效率低、功率因數(shù)校正和總體諧波失真要求，以適合有限的小型印刷電路板空間。目前使用 AC-DC 變壓器加 DC-DC 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的解決方案是當(dāng)前已經(jīng)安裝的結(jié)構(gòu)： 鹵素?zé)舨遄玩?zhèn)流器變壓器。這可以節(jié)省安裝投資成本，但會(huì)犧牲電力效率。這種基礎(chǔ)設(shè)施將被更有效的結(jié)構(gòu)所取代。制造商也開(kāi)始將 AC-DC MR 燈推向市場(chǎng)。

AC-DC MR 燈把 LED 驅(qū)動(dòng)器集成到燈殼體，而不需要鎮(zhèn)流器變壓器。在此結(jié)構(gòu)中，總功率效率可能達(dá)到 80% 以上。一般情況下，既將 AC-DC LED 驅(qū)動(dòng)電路板構(gòu)建到小的燈殼體內(nèi)，又同時(shí)滿(mǎn)足應(yīng)用場(chǎng)景的功率因數(shù)和總體諧波失真要求并非易事。還有一種首選方法，就是不使用壽命時(shí)間小于其他半導(dǎo)體元件或無(wú) 源電氣元件(如電阻、陶瓷電容器和電感器)的電解電容器。AC-DC MR 型 LED 燈的設(shè)計(jì)是一個(gè)新的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。

Fairchild建議采用新的LED驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決AC-DC問(wèn)題;如圖9所示的FL7701。它是“智能”非隔離PFC降壓LED驅(qū)動(dòng)器解決方案。利用直接AC線(xiàn)路輸入電壓，可能獲得適應(yīng)MR燈具的較小PCB外形。此LED驅(qū)動(dòng)設(shè)備避免了常用于輸入、輸出和IC Vcc電 壓的電解電容。省去電解電容可延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命并減少印刷電路板空間，同時(shí)降低材料清單成本。使用幾個(gè)外部元件便可滿(mǎn)足功率因數(shù) (PF) 和總體諧波失真要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn) 80% 以上的效率。相對(duì)于升壓設(shè)計(jì)，降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)還具有恒定輸出電流(降低紋波電流)的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡姼衅髋c輸出串聯(lián)放置，即降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)看起來(lái)像是 LED 負(fù)載的恒定電流源。升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的輸出電流是不連續(xù)的，除非使用輸出電容來(lái)過(guò)濾紋波電流。波形比較如圖 10所示。

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