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ps：講完大功率LED區(qū)域照明驅(qū)動方案【上】，我們接著往下講。 適合洗墻燈、外墻燈等應(yīng)用的整體式/單段式方案 區(qū)域照明應(yīng)用除了采用分布式/模塊化方案之外，還可采用整體式/單段式方案。例如可以采用安森美半導(dǎo)體的NCL30001功率因數(shù)校正TRIAC可調(diào)光LED驅(qū)動器。 NCL30001是一種單段拓撲結(jié)構(gòu)LED驅(qū)動方案，出自我愛方案網(wǎng)，其靈活的特性非常適合應(yīng)用于新的LED照明產(chǎn)品，其他規(guī)格特性還包括高壓啟動電路、電壓前饋以改善環(huán)路響應(yīng)、輸入欠壓檢測、內(nèi)部過載定時器、閂鎖輸入，以及減少輸入線路諧波的高精度乘法器。這種方案采用連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)工作，集成了PFC和隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換電路，并提供恒定電流來直接驅(qū)動LED，相當(dāng)于將AC-DC轉(zhuǎn)換與LED驅(qū)動兩部分電路整合在一起，均位于照明燈具內(nèi)，省去了LED光條中集成的線性或DC-DC轉(zhuǎn)換器。這種整體式方案的電源轉(zhuǎn)換段更少，減少元器件使用數(shù)量(如光學(xué)元件、LED、電子元件及印制電路板等)，降低系統(tǒng)成本，并支持更高的LED電源總體能效。當(dāng)然，這種方案的功率密度更高，可能并不適合所有區(qū)域照明應(yīng)用，其光學(xué)圖案可能更適合較低功率的LED，典型應(yīng)用包括LED街燈、外墻燈、洗墻燈及電冰箱箱體照明等。 NCS1002是一款帶PWM調(diào)光功能的次級端恒壓恒流(CVCC)控制器，適合LED街燈等區(qū)域照明應(yīng)用，配合NCL30001控制器更可以設(shè)計出高功效、具有調(diào)光功能的LED驅(qū)動器演示板。基于NCL30001 LED驅(qū)動器和NCS1002控制器的90 W LED驅(qū)動器演示板電路如圖6所示。 圖6 基于NCL30001 LED驅(qū)動器和NCS1002控制器的90 W LED驅(qū)動器演示板電路 安森美半導(dǎo)體提供的這款基于NCL30001 LED驅(qū)動器和NCS1002控制器的90 W恒壓恒流演示板，可接受90至265 Vac的擴展通用輸入電壓(更換元件條件下可支持305 Vac)，提供0.7 A至1.5 A的恒定電流輸出范圍及30 V至55 V的恒定輸出電壓范圍(可通過電阻分壓器來選擇)，最大輸出功率90 W，支持50至1,000 Hz調(diào)光控制，并包含可連接至可選調(diào)光卡的6引腳接口，用于模擬電流調(diào)節(jié)/雙亮度等級數(shù)字調(diào)光等智能調(diào)光應(yīng)用。此外，這款演示板還提供短路保護、開路保護、過溫保護、過流保護及過壓保護等豐富保護特性。測試結(jié)果表明，如表1所示，這演示板在50 W輸出功率、1,000 mA輸出電壓/48 V正向壓降條件的能效高于87%，在50%至100%負載條件下功率因數(shù)高于0.9，同時符合IEC61000-3-2 C類設(shè)備諧波含量標(biāo)準(zhǔn)。 表1 基于NCL30001和NCS1002的90 W LED驅(qū)動器演示板能效測試結(jié)果 3) 適合更大功率區(qū)域照明應(yīng)用的高能效LLC拓撲結(jié)構(gòu)驅(qū)動電源 電子元件技術(shù)網(wǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn)近年來，業(yè)界對超高能效的LED照明拓撲結(jié)構(gòu)興趣日濃，期望在更大功率的50 W至250 W LED區(qū)域照明應(yīng)用中提供高能效(如高于90%)。要提供這樣高的能效，需要采用高能效的電源拓撲結(jié)構(gòu)，如諧振半橋雙電容加單電容(LLC)拓撲結(jié)構(gòu)，從而充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢。 LLC拓撲結(jié)構(gòu)采用串聯(lián)類型的諧振轉(zhuǎn)換器，能在相對寬的輸入電壓和輸出負載范圍下工作。此外，由于諧振儲能元件可以部分或完全集成在主變壓器中，LLC拓撲結(jié)構(gòu)只需要數(shù)量有限的元器件。再加上在所有負載條件下，LLC拓撲結(jié)構(gòu)的初級開關(guān)都能工作在零電壓開關(guān)條件，次級整流器都能工作在零電流開關(guān)條件。所以，LLC拓撲結(jié)構(gòu)是高性價比、高能效及優(yōu)化了電磁干擾的解決方案。 在這類要求超高能效的更大功率LED區(qū)域照明應(yīng)用中，可以結(jié)合采用安森美半導(dǎo)體的NCP1607 PFC控制器和NCP1397(LLC)雙電感加單電容半橋諧振控制器，用于功率在100到300 W范圍的高能效LED街道照明應(yīng)用，如圖7所示。NCP1397是最新高性能諧振模式LLC控制器，集成了600 V高壓浮動驅(qū)動器，支持50到500 kHz的高頻工作，內(nèi)置高端和低端驅(qū)動器，支持可調(diào)節(jié)及精確的最低頻率，提供極高能效，并具備多種故障保護特性。 圖7 基于NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED電源方案 NUD4700分流器件增強LED串可靠性 區(qū)域照明應(yīng)用中通常會采用多串LED，雖然LED本身可靠性高，但若LED串中的某個LED開路，那么整串LED就可能關(guān)閉，而街道照明等應(yīng)用中必須避免這種狀況，從而降低后期維護成本。為了增強LED串的可靠性，這種安森美半導(dǎo)體推出了NUD4700 LED電流旁路保護器。NUD4700器件是一款分流器件，當(dāng)LED串中某個LED開路時，就會提供電流旁路，確保整串LED不會關(guān)閉；而且恰當(dāng)處理散熱的話，還可支持大于1 A的大電流，其工作原理如圖8所示。 圖8 NUD4700工作原理 總結(jié) 本文主要介紹了安森美半導(dǎo)體提供的幾種典型大功率LED區(qū)域照明應(yīng)用驅(qū)動方案，包括CAT4201降壓LED驅(qū)動器、NCL30001功率因數(shù)校正TRIAC可調(diào)光LED驅(qū)動器、基于NCL30001 LED驅(qū)動器和NCS1002控制器的90 W LED驅(qū)動器演示板以及NCP1607 PFC控制器及NCP1397諧振半橋LLC控制器方案，這些方案具有高效、可靠的特點，工程師在設(shè)計大功率LED照明的時候不妨拿來使用，或作為參考。 |
