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低成本高效率LED驱动器

来源:http://www.hnyuekan.com 编辑:d88尊龙 时间:2018/09/16

  低成本高效率LED驱动器

  

  跟着照明职业的不断创新和迅速发展,加之节能和环保日益重要,高亮度(HB)LED已从简略的指示灯演变为逾越传统光源的重要照明源。比较其他照明解决计划,HB LED具有数项明显的优势,例如能耗低、寿命长和照明质量高。不过,HB LED要想成功替代一般白炽灯进入大批量商场,其驱动电子设备的本钱有必要降至最低。

  

集成式电源开关(FSCQ-系列)的内部模块示意图

  

图1 传统的次级端调理离线LED驱动器

  对传统照明源白炽灯而言,驱动是垂手可得的作业,只要让灯泡直接与电压源衔接就行了。大多数动力都是以稳定电压的方式存在的,这使得白炽灯的驱动本钱适当低。但是,LED有一个光输出强度,这与它的电流及正向压降成正比,并随温度而改变。因而,LED需求一个稳定电流来驱动,并需求额定的电路。传统上,LED的离线稳定电流驱动器一般是选用带输出电流调理电路 (见图1) 的阻隔反激式转换器来完成的。经过一个检测电阻丈量实践的LED电压,然后与参阅电压数值进行比较,得出差错电压。该差错电压经由光耦合器被传送到初级端,用于操控初级端开关器材的占空比。虽然这种计划可以完成超卓的LED电流调理,但输出调理电路需求光耦合器、参阅电压和检测电阻,大大添加了体系本钱,降低了整体功率。

  初级端调理(primary side regulation,PSR)技能可能是将离线LED驱动器的本钱降至最低的最佳解决计划。这项技能只需驱动器初级端的信息,就可准确操控次级端的LED电流,不只消除了输出电流检测损耗,一起省去一切次级反应电路,从而在不发生巨大本钱的前提下进步离线LED驱动器规划的功率。此外,该技能无须次级端反应电路,即可调理LED驱动器输出电压,这适当于供给了一种开灯过压维护功用,进一步保证了驱动器的牢靠性。本文将论说初级端调理技能的根本作业原理,并介绍一种高集成度的初级端调理PWM操控器。与传统的次级端调理办法比较,这种操控器具有多种明显的优势。

  

初级端调理离线LED驱动器及其典型波形
图2 初级端调理离线LED驱动器及其典型波形

  初级端调理的根本概念
图2为初级端调理反激式转换器的根本电路示意图及其典型波形。一般来说,断续传导形式(discontinuous conduction mode,DCM)输出调理功能较好,因而是初级端调理的首选作业形式。初级端调理的关键在于如安在无直接检测的前提下取得输出电压和电流的信息。一旦取得这些数值,经过传统的PI操控办法就可以容易进行操控了。

在MOSFET导通时刻(TON)内,初级端电感(Lm)加载输入电压(VIN)。所以,MOSFET电流(Ids)从0线性添加到峰值(Ipk)。在这段时刻内,能量从输入端搬运存储在电感中。当MOSFET关断时,存储在电感中的能量促进整流二极管(D)导通。在二极管导通时刻(TD)内,输出电压(Vo)加载在次级端电感上(Lm×Ns2/Np2),二极管电流(ID)从峰值(Ipk×Np/Ns)线性下降至0。在TD结束时,一切存储在电感中的能量都释放到输出端。在此期间,输出电压和二极管正向压降之和反映到辅佐绕组端,表明为(Vo+VF)×Na/Ns。因为二极管正向压降随电流减小而减小,在二极管导通时刻结束时,二极管电流减小为0,故这时辅佐绕组电压能最好地反映出输出电压。因而,经过在二极管导通时刻结束时对绕组电压进行简略采样,就可以得到输出电压的信息,而二极管导通时刻则可经过监控辅佐绕组电压而取得。

  

集成式电源开关(FSCQ-系列)的内部模块示意图

  

图3 集成式电源开关(FSCQ-系列)的内部模块示意图

  一起,输出电流的预算需求一些乘法核算。假定输出电流与二极管稳态时的均匀电流持平,输出电流可经过下式预算:Io=Ipk×(Np/Ns)×(TD/2Ts)。输出电流预算器经过一个峰值检测电路来获取漏极电流峰值,并运用二极管导通时刻(TD)核算出输出电流。

  集成式初级端调理操控器
初级端调理PWM操控器,如飞兆半导体公司的FAN102,是一种专门处理初级端调理离线LED驱动器规划的技能。这种技能可明显简化满意更苛刻功率要求的规划难题,并省去添加本钱和牢靠性问题的外部组件,如光耦合器和KA431。图3为FAN102的内部模块示意图。该器材具有一个用于差错放大器的容差为±1%的内部参阅电压,可以依据外部组件的容差将输入电流/电压改变减至最小,别的还带有一个集成式外部组件温度改变补偿电路,不管温度怎么改变,均可取得高精度。其内部振荡器具有跳频功用以减小EMI,可在输入端运用小型线路滤波器。

  定论
结合了采样和输出预算的专有技能可为各种离线LED驱动器供给调理准确、本钱更低的完成计划—从街灯到医疗使用,甚至橱柜灯和台灯这类消费电子使用都可完成。现在,这些LED驱动器可以完成更小的尺度、更低的本钱和更高的功率。

  

(修改:光亮)

  

   LED驱动低本钱