交错并联反激简化 LED路灯电源的设计

合集下载

交错并联反激简化LED路灯电源的设计

– 电感电流临界导通模式 – 固定Ton变频工作 – PFC二极管可实现零电流开关 • 可使用价格较低的功率二极管
临界导通模式PFC
VIN = VIN _ RMS 2 sin(θ )
VIN fs =
2
⎛ VOUT − VIN ⎜ ⎜ V OUT ⎝ POUT × L1
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
• 临界导通模式PFC需要变频控制 – 开关频率随着输入电压的变化而变化 – 不易实现交错并联，需要采取创新的技术
测试结果
1.000 0.950
0.900
0.850
0.800 100 150 180 220 305
PF值@满载3A
输入电压100Vac时，PF值为0.991；输入电压220Vac时，PF值为0.941；输入电压305Vac时，PF值为0.857
传导EMI测试结果
测试条件为230Vac输入电压、输出满载3A。传导EMI符合 EN55022 Class B的技术要求
测试结果
92.0% 91.0% 90.0% 89.0% 88.0% 87.0% 86.0% 100 150 180 220 305
输出电压纹波
测试条件为220Vac输入电压、输出满载3A。实测值为 2.662Vpp，因而符合3Vpp 的技术要求
效率曲线@满载3A
输入电压220Vac时，电源可达到 91.3%的最高效率；输入电压85Vac时，也可达到大约87%的最低效率
降低电感能量
ETotal_Single_Phase_Inductor_Energy 1 2 = LI 2
ETotal_Interleaved_Inductor_Energy
1 ⎛I⎞ 1 ⎛I⎞ 1 2 = L⎜ ⎟ + L⎜ ⎟ = LI 2 ⎝2⎠ 2 ⎝2⎠ 4

一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源

一种新型基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源廖志凌;刘康【摘要】为了减小输出电流纹波,提出了一种基于二次型Buck变换器的交错并联LED驱动电源.主电路由一个二次型Buck变换器和一条新增支路构成,这条新增支路包括一个开关管、二极管、电感和电容,优化了原有的拓扑结构,实现了高功率因数和恒流输出.采用交错并联技术,有效减小了滤波电感和输出电流纹波,纹波大小仅为输出电流峰峰值的0.18%.最后通过实验样机详细验证了理论分析的正确性.%In order to reduce the output current ripple,a interleaved LED driving circuit based on quadratic buck converter is proposed. It combines the quadratic buck converter and a new branch including a switch,a diode, an inductor and a capacitor,optimizing the original driving circuit. It has the advantages of high PFC and constant current output. Using the Interleaved technology,Magnitude of the filter inductor and the ripple of the output current are reduced. The ripple size is only 0.18% of the peak-to-peak value of the output current. Finally,the experiment is established to verify the theoretical analysis.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2018(041)001【总页数】5页(P207-211)【关键词】LED驱动;二次型Buck;交错并联;低输出纹波【作者】廖志凌;刘康【作者单位】江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212001;江苏大学电气信息工程学院,江苏镇江212001【正文语种】中文【中图分类】TM46随着半导体技术的不断突破,发光二极管LED(Light Emitting Diode)已成为新一代环保、绿色、高效的光源。

150W单级LED路灯电源方案

交错并联反激简化LED 路灯电源的设计美国德州仪器半导体技术电源参考设计摘要 - 本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理，，反激变换器反激变换器均均工作于临界导通模式工作于临界导通模式，，控制芯片UCC28060/1的应用可实现LED 电源低电流纹波电源低电流纹波、、高功高功率率因数的技术要求。

通过一个150W AC/DC LED 路灯电源的实际设计路灯电源的实际设计、、测试，证明这种设计方案这种设计方案切实切实切实可行可行可行，，并与并与常规常规常规两级功率两级功率两级功率结构结构相比相比，，可实现更简洁的电路可实现更简洁的电路设计设计设计、、更低的成本要求更低的成本要求。

1. 引言LED 照明属于低碳、节能、环保的领域，这是LED 产业发展面临的又一次机遇。

LED 照明作曲借其突出的优势，成为新能源产业的研究热点之一。

根据市场研究公司iSuppli 的最新调查报告，2011年全球LED 照明市场总额将达到90亿美元，其中中国大陆LED 照明市场将有望超过300亿人民币。

目前最大的LED 照明市场是LED 背光电源，使用于笔记本电脑、液晶显示器，液晶电视、及手机中。

LED 通用照明市场已步入快速发展轨道，特别是在路灯、汽车尾灯、汽车内部和小标识灯、建筑物外墙装饰明明、政府机关的内部通用照明、户外和户内LED 显示屏、家庭射灯等，家用LED 台灯和LED 日光灯市场也已开始启动。

LED 照明已经显示了巨大的发展潜力，并已逐渐应用于城市路灯系统。

现今大多数的路灯电源方案主要由三级构成：PFC+DC/DC+恒流源，一般恒流源集成在灯具内部，因而PFC+DC/DC 构成单独的外部AC/DC 电源，一般由灯具公司外购。

由于AC/DC 电源是一种两级方案，因而其成本较高，并且控制也比较复杂，目前主要应用于特定场合中。

AC/DC 单级方案结构简单、成本低廉，并且由于使用PFC 控制芯片，可以实现高功率因数、低电流谐波的技术要求。

LED路灯驱动电源的设计

（中船重工七二二研究所湖北武汉４０７）３０９
摘要：据高可靠，ＬＤ灯主要性能要求，计一款输出恒压恒流驱动ＬＤ灯的开关电源。细描述该电源的结根ｔＥ路￣－设Ｅ路详
构及工作原理。该电源采用高频隔离变压器，ＦＰＣ控制器件Ｌ５１６６和运算放大器构成电压电流双出。
关键词：功率因数校正；流恒压：开关电源；Ｅ恒ＬＤ中图分类号：Ｍ４２Ｔ７０Ｔ０：Ｎ１．２文献标识码：Ａ文章编号：６４６３（０００ — １８０１７ — ２６２１）６０８— ３
ｉｉｅｓｏｂｅｌｅｎｏｔｏｌｄｉｉｕｔＴｅｅｐｒｎａｒｓｌｈｗｔａｈｙｔｍｃｉｖｓｃｍｂｎｔｎｏｔｓａｙｔｅｒａｉｄａｄｃｎｒｌｎｃｒｉｈｘｅｍｅｔｌｅｕｔｓｏｈｔｔｅｓｓｅａｈｅｅｏｉａｉｆｚｅｃ．ｉｓｏ
第１８卷第６期
Ｖｏ．８１１Ｎｏ６．
电子设计工程
ＥｌｃｒｎｉｓｇｇｎｅｒｎｇｅｔｏｃＤｅｉｎＥｎｉｅｉ
２１００年６月
Ｊｎ．０１ｕｅ２０
ＬＥＤ路灯驱动电源的设计
程增艳，军，秀林王朱
ＡｂｔａｔＴｉｐｐｒｄｓｇｓａｔｐｆｓｔｈｎｏｅｕｐｙｆｒＬａａａｏｓｎｏｔｇｎｏｓａｔｕｒｎｓｒｃ：ｈｓａｅｅｉｎｙｅｏｗｉｉｇｐｗｒｓｐｌｏＥＤｌｍｐｔｔｓｃｎｔｔｌｅａｄｃｎｔｎｒｔｃｈｈａｖａｃｅｆｎｔｎｂｓｄｏｈｉｒｅＥＤｐｗｅｅｆｒｎｅｒｑｉｍｅｔ．ＴｅｓｕｔｒｎｒｃｐｅｏｈｙｔｍｓｕｃｉａｅｎｔｅｍａｎｄｖｒＬｏｒｐｒｏｍａｃｅｕｒｏｉｅｎｓｈｔｃｕｅａｄｐｎｉｌｆｔｅｓｓｒｉｅｉａａｙｅｎｔｉａｅｎｄｔｉｈｅｓｓｍｓｓｈｇ —ｒｑｅｃｓｌｔｎｔａｓｏｅ，ＦｈｐＬ５１ｎｏｅａｉｎｎｌｚｄｉｈｓｐｐｒｉｅａｌ．ＴｙｔｅｕｅｉｈｆｅｕｎｙｉｏａｉｒｎｆｒｒＰＣｃｉ６６ａｄｐｒｔｏｍｏａｌｅ，ｔｅｌｅｖｌｇｅｄａｋｐｕｕｒｎｅｄａｋＴｉｐｐｒａｔｍｐｓｔｓｏｉｔＦｅｈｏｏｙｗｉ／ｍｐｉｒｏｒａｉｏｔｅｆｅｂｃｌｓｃｒｅｔｅｂｃ．ｈｓａｅｔｉｆｚａｆｅｔｏａｓｃａｅＰＣｔｃｎｌｇｔＤＣＤＣｈｃｎｅｔｒａｄｒｃｉｅｃｎｌｇｔｒｕｏｅｗｔｈｎｏｒｓｐｌｉｉｈｒｅｆｉｎｙａｄｌｗｃｎａｎｔｎ，ｏｖｒｎｅｔｒｔｈｏｏｙ，ｗｏｋｏｔａｎｖｌｓｉｉｇｐｗｅｕｐｙｗｔｈｇｅｆｃｅｃｎｏｏｔｍｉａｉｅｉｆｅｏｃｈｉｏｗｈｃｏｈａｈｅｅｉｈｐｗｒｆｃｏ，ｉｒｖｄｅｆｃｉｇＯｌｃｒａｅｗｒｎｎｕｅｉｈｅｆｉｎｙ，ｆｒｈｒｒｉｈｂｔｃｉｖｄｈｇｏｅａｔｒｍｐｏｅｆｔｆｅｅｔｃｌｎｔｏｋａｄｅｓｒｄｈｇｆｃｅｃｅｎｉｉｕｔｅｍｏｅ，

LED路灯驱动电源的设计和研究

LED路灯驱动电源的设计和研究 LOGO
运用的理论和方法
1 PFC功率因数校正: 防止电流波形畸变，防止电磁干扰，提
高功率因数。
2 软开关技术：实现零电压开启和零电流关断，减少开
关损耗
总电路图设计
电路整体框图：
EMI滤波模块
反激式应用模块
输出整流模块
电路保护模块
总电路图
PCB布局
顶部印刷电路板布局底部印刷电路板布局
实物图
测试结果及分析
分析数据，我们可以得出，输入市电电压，输出恒流2.39A左右，输出功率达75.39W，能效系数达到89.4%，功率因数高达95.8%，符合设计要求。

总结
本文在研究了LED路灯的基础上，采用LNK420EG 芯片设计了一款高功率因数的恒流开关电源，该电源经过测试，效率高达89.4%，功率因数更是达到了95.8%，工作稳定，效率高，达到了设计之前指标要求，完成了设计目标。
在设计的过程中，还是存在了很多问题。如驱动器的频率有待进一步的提高，还有软开关技术其实没有达到预期的效果，没有能够完全达到开关管的零电压开启和零电流关断状态，有待进一步的完善。电路本身有存在不足，虽然能达到预期的效果，但是还是有一定的电磁干扰，有待下一步的提高。由于时间的关系，没有做成可调光的驱动电源，下一步会继续完善。
致谢
大学本科的学习生活即将结束。在此，我要感谢所有曾经教导过我的老师和关心过我的同学，他们在我成长过程中给予了我很大的帮助。本文能够顺利完成，要特别感谢我的导师周书伟老师，感谢各位系的老师的关心和帮助。
最后向所有关心和帮助过我的人表示真心的感谢。

LED路灯的四种电源设计方案

LED路灯的四种电源设计方案LED路灯是LED照明中一个很重要应用。

在节能省电的前提下，LED路灯取代传统路灯的趋势越来越明显。

市面上，LED路灯电源的设计有很多种。

早期的设计比较重视低成本的追求；到近期，共识渐渐形成，高效率及高可靠性才是最重要的。

立锜科技近年来推出了一系列LED照明的驱动IC，也一直关注LED路灯的发展。

本文主要是针对几种不同LED路灯的应用，提出了适合的架构，并对其优缺点进行分析，以便让读者能根据具体状况和设计的路灯种类，找到最合适的方案。

方案一：直接AC输入，对6串 LED分别做恒流控制在本文介绍的几种方案之中，这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。

直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制，调节输出电压。

相对于其它传统方案，该方案的开关损耗少。

将CS的电压固定在0.25V，对6串LED分别做恒流控制。

IC会侦测FB的位置，将电压最低那串LED固定在0.5V。

此时由于各串LED的Vf值的总和不同，产生的压降会落在MOS管上，导致一些损耗。

如果是一般对Vf分BIN筛选过后的LED，损耗应该可以控制在2%以内，少于一般的开关损耗。

该方案的优点是：效率高、成本低，缺点是AC输入、需要较多的研发成本。

该方案适用于可以用AC直接输入的路灯。

方案二：DC或电池输入，对6串LED分别做恒流控制它采用多串的升压结构设计，LED驱动的方式与前一种类似，差别在于由AC输入改为DC或是由电池输入(图2)。

低压侧传感的设计只要选择适当的 MOS 管，LED可以串相当多的颗数。

相对于AC输入的方案，其设计较为简单。

但由于多了一次升压的开关，效率相对较低。

该方案的优点是：设计简单、电路成本低，缺点是效率较低。

它适合太阳能电池或通过适配器输入的路灯。

方案三：单串降压结构有些厂商仍喜欢用单串的设计，优点是维修容易，而且可以做模块化设计。

不同功率的路灯可以使用相同的灯条，只要更换面板，插上不同数目的灯条，就可以组合出各种不同功率的路灯。

LED路灯的高效率电源驱动器设计

LED路灯的高效率电源驱动器设计摘要LED光源有着独特的节能优势，因此将其利用在公共照明系统上可以起到节能的效果。

但是其对电源的要求较高，因此在对其电源控制系统的设计就成为了系统构建的重点，本文介绍了一种提高LED路灯供电效率的电源驱动器的设计思路和方法，以此为LED路灯的普及提供必要的电源保护措施。

关键词LED；电源驱动；节能高效1 LED路灯的电源驱动原理近些年随着大功率的LED发光技术的升级，大功率的白光LED进入了照明市场，越来越多的被应用于通用照明领域。

因为LED本身具有高光效、寿命长、抗浪涌能力差等特点，以此LED路灯的电源控制和驱动系统就成为了保证其功能和高效的重要基础。

为了设计出更加安全可靠的电源驱动器，必须对其工作原理进行了解。

本文对LED路灯电源驱动器的基本工作原理进行简要的介绍：主要的系统设计是处采用隔离变压器、PEC控制电源开关，并保证输出为恒定的电压，完成对LED 路灯的驱动。

因为实际中LED的抗浪涌的能力较差，尤其是对反向电压更为敏感。

所以在电源控制中应当注意对这方面的保护效果的提高。

同时，LED路灯主要的工作状况是户外，因此要增加对防浪涌的措施。

因为对其供电的电网容易受到雷电的干扰，从而产生感应电流而涌入电网，从而导致对LED的破坏。

所以电源的驱动也应当具备抑制浪涌的功能，达到保护LED的效果。

此时采用的EMI滤波电路就起到了这种防止电网谐波串入的模块，以此保护路灯的电路正常工作。

2 LED路灯的电源驱动器的设计2.1 驱动器设计简述针对LED路灯系统的电源控制器的设计需要考虑到其特地和基本要求才能达到目的。

具体的情况如下：此系统中的每个路灯的功率在100W以内；为了提高路灯的实用性，路灯的LED被分为若干小组，每组LED则是串联驱动，组与组之间为隔离驱动，保证单组损坏而不影响整个LED的工作；为了提高路灯的安全性，输入和输出系统需要有电气隔离；电源的公因数必须维持在较高的水平。

用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案

用于LED路灯的高效率电源驱动器设计方案
摘　要：本文分析并提出了一种方案主要针对LED 路灯的高效率电源驱动器的AC/DC 部分。

电路采用了零电压开通技术降低了一次侧Mos 管的开关损耗。

本文还提出了一种可用于高输出电压情况下的混合型同步整流方案并对其工作原理和工作过程进行了较为详细的分析，并就如何减小变压器的损耗提出了一些看法。

最后，本文介绍了设计样机进行的实验结果。

1. 引言
近年来，随着大功率白光LED 技术的发展，照明产业开始面临新的机遇与挑战。

LED 越来越多地被应用于通用照明领域，道路照明则是其中一个极具潜力的重要应用领域。

由于LED 本身所特有的长寿命、潜在的高光效的特征，设计一款能够充分发挥此特征的高效率恒流驱动电源则显得尤为重要。

2. 高效率LED 电源驱动器的设计与分析
2.1 设计概述
在本次针对LED 路灯进行电源设计时，需充分考虑到此应用的特点与要求：
1）单灯最大功率不超过100W。

2）为提高路灯的可用性，灯具中LED 分为若干组，每组中LED 串联驱动，组间分别驱动，单组损坏不影响其它组LED。

3）为提高安全性，输入与输出之间需要电气隔离。

4）电源需具有较高的功率因数。

为满足以上要求，本设计采取ACPDC 恒压电源与多路DCPDC 恒流驱动级联的方式驱动多路LED。

LED路灯驱动电源的设计

LED路灯是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流过强会引起LED的衰减,电流过弱会影响LED的发光强度,因此LED的驱动需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。

用市电驱动大功率LED需要解决降压、隔离、PFC(功率因素校正)和恒流问题,还需有比较高的转换效率,有较小的体积,能长时间工作,易散热,低成本,抗电磁干扰,和过温、过流、短路、开路保护等。

本文设计的PFC开关电源性能良好、可靠、经济实惠且效率高,在LED路灯使用过程中取得满意的效果。

1 基本工作原理采用隔离变压器、PFC控制实现的开关电源,输出恒压恒流的电压,驱动LED路灯。

电路的总体框图如图1所示。

LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。

加强这方面的保护也很重要。

LED 路灯装在户外更要加强浪涌防护。

由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。

因此LED驱动电源应具有抑制浪涌侵入,保护LED不被损坏的能力。

EMI滤波电路主要防止电网上的谐波干扰串入模块,影响控制电路的正常工作。

三相交流电经过全桥整流后变成脉动的直流在滤波电容和电感的作用下,输出直流电压。

主开关DC/AC电路将直流电转换为高频脉冲电压在变压器的次级输出。

变压器输出的高频脉冲经过高频整流、LC滤波和EMI滤波,输出LED路灯需要的直流电源。

PWM控制电路采用电压电流双环控制,以实现对输出电压的调整和输出电流的限制。

反馈网络采用恒流恒压器件TSM101和比较器,反馈信号通过光耦送给PFC器L6561。

由于使用了PFC器件使模块的功率因数达到0.95。

2 DC/DC变换器DC/DC变换器的类型有多种,为了保证用电安全,本设计方案选为隔离式。

隔离式DC/DC 变换形式又可进一步细分为正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等。

其中,半桥式、全桥式和推挽式通常用于大功率输出场合,其激励电路复杂,实现起来较困难;而正激式和反激式电路则简单易行,但由于反激式比正激式更适应输入电压有变化的情况,且本电源系统中PFC输出电压会发生较大的变化,故DC/DC变换采用反激方式,有利于确保输出电压稳定不变。

交错反激电路方案

交错反激电路方案一、啥是交错反激电路呢？简单说，这就像是一群小助手（开关管啥的）在电路里有序地倒腾电能的一个巧妙安排。

它有俩（或者更多）反激变换器，就像两个小伙伴一起干活，不过它们不是同时开始干活的，而是交错着来。

这样做有啥好处呢？就好比两个人抬东西，如果同时使劲儿，可能晃悠得厉害，交错着来就比较稳当，能让电路运行得更平稳、高效。

二、电路的基本组成部分。

1. 开关管。

这可是电路里的“小开关员”呢。

在交错反激电路里，有好几个开关管。

它们就像小门卫，一会儿打开，一会儿关上，控制着电流的流向。

比如说，当一个开关管打开的时候，电能就像小水流一样，沿着特定的路径开始跑，然后这个开关管关上，另一个开关管再按照交错的顺序打开，电能就又换了个路线走。

这样就实现了交错的功能。

而且这些开关管要选那种能快速开关、又不容易被电流烧坏的，就像要找那种反应快又皮实的小助手一样。

2. 变压器。

变压器在这个电路里可是个“能量魔术师”。

它能把输入的电压升高或者降低，根据需要把电能变个样儿。

在交错反激电路中，变压器得有合适的匝数比，就像魔法咒语的参数一样。

如果匝数比不对，那变出来的电压就不是我们想要的啦。

而且变压器的磁芯也很重要，得能承受住电流变来变去产生的磁场，要是磁芯不行，就像一个小盒子装不住魔法能量一样，整个电路就会出问题。

3. 二极管。

二极管就是电路里的“单向小交警”。

它只允许电流往一个方向跑，就像交警指挥车辆只能往一个方向行驶一样。

在交错反激电路里，二极管能防止电流倒流，保护电路里的其他元件。

要是没有二极管，电流到处乱跑，就像马路上没有交警，交通就乱套了，电路也会坏掉的。

三、工作原理。

1. 初级侧。

在初级侧，开关管开始工作啦。

当一个开关管导通的时候，电源就开始给变压器的初级绕组充电，电能就像小蚂蚁搬家一样往变压器里钻。

这时候，变压器里的磁场就开始建立起来，就像一个小磁场漩涡在变压器里转啊转。

然后这个开关管关断，由于磁场的变化，变压器就会产生一个反向的电动势，这个电动势就会促使能量往次级侧转移。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

交错并联反激工作原理
150W LED路灯电源设计方案
测试结果
输入冲击电流波形
测试条件为264Vac输入电压、输出满载3A。实测值为14.4App，因而符合 50App的技术要求
起动时的输出电压波形
测试条件为220Vac输入电压、输出满载3A。可明显看出，起动时的输出电压为单调上升，未看到明显的过冲或过低波形。起机时间为30.74ms，因而符合300ms的技术要求
降低输出电容RMS电流
ICOUT - Output Capacitor Current - A
• 由于交错并联工作，输出电容RMS电流可较大降低： – IC(out_rms) current ≤ 0.5 duty cycle
1 2 I C(out_rms)(D) = ( 1 − 2 D) − (1 − 2 D ) 2
测试结果
92.0% 91.0% 90.0% 89.0% 88.0% 87.0% 86.0% 100 150 180 220 305
输出电压纹波
测试条件为220Vac输入电压、输出满载3A。实测值为 2.662Vpp，因而符合3Vpp 的技术要求
效率曲线@满载3A
输入电压220Vac时，电源可达到 91.3%的最高效率；输入电压85Vac时，也可达到大约87%的最低效率
PFC 级第二级 Buck 串联开环变压器
-> 实现PFC功能 -> 提供恒流输出及闭环控制 -> 提供恒流输出给每串LED
优点: • 单个控制器提供平均的多串电流 • 器件少；可靠性高；成本低缺点: •不方便实现单串独立调光
新型PFC控制芯片UCC28060/1
UCC28060/1技术规格
• 主要特点 (16 管脚)
– 自然交错并联 - TI专利技术 – 方便的相位管理功能，实现轻载高效率 – 双重输出过压保护 – 无需检测输入电流整，提高变换器的效率 – 改进输入电流的突波控制特性，提高功率MOS的工作可靠性
临界导通模式PFC
IL D1 IL Vout Vin
Q1
C1
0A
• 临界导通模式PFC
测试结果
1.000 0.950
0.900
0.850
0.800 100 150 180 220 305
PF值@满载3A
输入电压100Vac时，PF值为0.991；输入电压220Vac时，PF值为0.941；输入电压305Vac时，PF值为0.857
传导EMI测试结果
测试条件为230Vac输入电压、输出满载3A。传导EMI符合 EN55022 Class B的技术要求
– 电感电流临界导通模式 – 固定Ton变频工作 – PFC二极管可实现零电流开关 • 可使用价格较低的功率二极管
临界导通模式PFC
VIN = VIN _ RMS 2 sin(θ )
VIN fs =
2
⎛ VOUT − VIN ⎜ ⎜ V OUT ⎝ POUT × L1
⎞ ⎟ ⎟ ⎠
• 临界导通模式PFC需要变频控制 – 开关频率随着输入电压的变化而变化 – 不易实现交错并联，需要采取创新的技术
谢谢！
Sober-hu@ 138 233 677 04
自然交错并联技术
• TI专利技术 – 实现输出自动均流 – 实现180度交错工作 – 每相为临界模式PFC工作
Iin Vin D1 S1 Icout Cout Rload L1 I1 Iout
On
S1
Off On
S2
Off
L2
I2
IL1 0A
D2 S1
IL2 0A
交错并联技术的优点
• 减小输入/输出电流纹波
降低电感能量
ETotal_Single_Phase_Inductor_Energy 1 2 = LI 2
ETotal_Interleaved_Inductor_Energy
1 ⎛I⎞ 1 ⎛I⎞ 1 2 = L⎜ ⎟ + L⎜ ⎟ = LI 2 ⎝2⎠ 2 ⎝2⎠ 4
22Biblioteka • 两个电感交错并联工作，可降低存储能量的一半以上 • 所需存储能量的降低，可减小电感的体积
0.60 0.54 0.48 0.42 0.36 0.30 0.24 0.18 0.12 0.06 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 D - Duty Cycle - C Interleaved COUT RMS Current Single Stage COUT RMS Current
传统LED路灯电源设计方案
开关电源 (包含PFC)
PFC 级 DC-DC 级 Multiple Bucks
-> 实现PFC功能 -> 提供恒压输出及安全隔离 -> 提供恒流输出给每串LED
优点: • 允许单串独立调光缺点: • 功率器件较多，控制电路复杂，成本较高；同时可靠性需仔细考虑
TI专利LED路灯电源设计方案
商用照明
15W – 75W or 1000 lm - 10000 lm
室外照明
35W – 250W 2500 lm - 30,000 lm
低成本；可控硅调光； PFC；高效率；颜色质量；安规；长寿命等
PFC；高效率；调光；前期投资；颜色质量；安规；可维护性等
PFC, 高效率；前期投资；高光效；安规；可维护性
– IC(out_rms) current > 0.5 duty cycle
1 I C(out_rms) (D) = ( 2 − 2 D) − ( 2 − 2 D) 2 2
UCC28060/1典型应用
150W交错并联反激LED路灯电源
技术规格
• 输入电压：85-305Vac；输出电流：3A；输出电压：50V左右(随LED的压降而定) • 两个变压器的磁芯为PQ3230 PC40，变压器匝比为40:11:4，为了降低原边漏感，采用三明治绕法 • 两个功率主开关管为FQPF7N80；两个输出二极管为SB10300；并且，输出采用4个并联的 1000uF/63V电解电容
交错并联反激简化 LED路灯电源的设计
胡炎申(斜阳古道) 美国德州仪器电源参考设计经理世纪电源网版主中国电源学会高级会员
LED照明系统
LED照明系统
高性能LED电源设计方案
LED照明知识与应用系统
AC/DC LED照明电源的分类
AC/DC LED照明
家用照明
< 25W or 3,000 lm
K(D) = ΔIIN/ΔIL1
0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 D - Duty Cycle
• 50%占空比时，输入电流纹波最小可降至零 • 由于输入电流纹波的减小，可使用更小的输入EMI滤波器
– 减小主电感的体积 – 降低输出电容RMS电流 – 减小输入EMI滤波器的大小
IIN VIN S1 ICOUT COUT RLOAD L1 I1 IOUT
L2
I2
S2
减小输入电流纹波
1.0
ΔΙ (1) Κ = ΙΝ ΔΙL1
0.9 0.8 0.7
(2) K(D) =
1 − 2D if D ≤ 0.5 1− D 2 D-1 if D > 0.5 (3) K(D) = D