150W单级LED路灯电源方案
采用控制器PLC810PG的150W LED路灯电源
中图分类号：２ ． ９３ ４ ３
文献标识码： Ｂ
文章编号：２ ９ ７３２ １）７ ０ ７０ ０ １— １（０ ０ — ２－５ ２ ００
０ 引言
ＬＥＤ路 灯 正 在 逐 步 取 代 高 压 钠 灯 等 传 统
光 源 。由于Ｌ ＥＤ路 灯 功 率 通 常 远 超 过 ７ Ｗ ，故 ５
Ｐ ８ ０ Ｇ，支 持功 率 因数校 正和 Ｌ Ｃ 振拓 扑结 ＬＣ １Ｐ Ｌ 谐
Ａ ｗｅ ｐｐｌ ｏ ５ Ｗ Ｐｏ ｒＳｕ ｙｆ ｒ１ ０ ＬＥＤ ｒ ｅ ｇｈ ｓｎｇＣｏ ｒ ｌｅ Ｓｔ ｅ ｔＬｉ ｔＵ ｉ ｎｔ ｏｌ ｒＰＬＣ８ ０ １ ＰＧ
Ｗ ＡＮ Ｇ ｕ ｐｕ Ｊｎ
（ｃｏ ｌ ｆｎｏｍａｉｎ Ｌｎ ｉ ｒ ｌ ｉｅｓｙ Ｌｎ ｉ ７ ０ ５ Ｃ ｉａ Ｓｈ ｏ ｆｒ ｔ ， ｉｙ ｍａＵｎｖ ｒｉ ， ｉｙ ６ ０ ， ｈｎ） ｏＩ ｏ Ｎｏ ｔ ２
技 术 应 用 ・ 色照明 绿
采 用控 制器Ｐ Ｃ８ ０ Ｇ １ Ｌ Ｄ Ｌ Ｐ 的 ０ １ ５Ｗ Ｅ 路灯 电源
王 君 普
（ 沂师 范学院信息 学院 ，山东 临沂 ２ ６ ０） Ｉ 盏 ７０５
摘 要 ：Ｌ ８ Ｐ 是 一 种 带Ｍ Ｓ Ｅ 驱 动 器 的连接 模 式Ｐ ｃ Ｌ 控 制 器 。采 用Ｐ Ｃ １Ｐ ＰＣ １ Ｇ ０ ＯＦＴ Ｆ 与Ｌ Ｃ Ｌ ８ ０ Ｇ的１ ０ Ｌ Ｄ 灯 电 Ｗ Ｅ路 ５ 源 ，功率 因数Ｐ ≥０ ９ ，输 入 电流 ＴＤ ７ ５ Ｆ ．７ Ｈ ．％，总功率 Ｆ ≥９ ％。 ／ ｌ ２ 关 键词 ：Ｌ ８ Ｇ Ｆ ＰＣ １Ｐ ；Ｐ Ｃ＆ Ｌ Ｃ ０ Ｌ ；控 制 Ｉ；Ｌ Ｄ 灯 ；１ ０２ ５ Ａ 输 入 ；４ Ｖ ３ １ ５ 输 出 Ｃ Ｅ路 ６ＶＣ ４ ８ ／ ．２ Ａ
150W夜莺路灯规格书
产品特性：
1.输入功率：150W
2.LED规格:10串8并
3.色温：3000K-6500K
4.led光效：>130LM/W
5.灯具效率：90%
6.初始光通量：＞12700LM
7.显色指数：Ra>70
8.输入电压：100~240V,50-60Hz
9.工作电压：220V
灯具图片：
配光曲线：
（适合于φ60灯杆横臂安装）
二、安装与维护：
步骤1：
步骤2：
警告：
1、 本灯具的电源内配有防雷装置。同时，φ60的灯杆横臂与灯体连接时，不能采用绝缘材料与之隔开。确保灯具与灯杆直接连接并连接到地线网络。
2、电缆或软线损坏时，要尽快关掉电源，以免短路。当外部连接线绝缘皮损坏时，必须由厂家、供应商或专业的电工进行更换，以免发生危险！
150W LED路灯规格书
一、电气性能参数：
灯具名称
LED路灯
灯具颜色
灰色
应用场所
户外道路；安装高度12-14米
产品型号
CZX-LD-097C
产地
中山古镇
制造商
深圳市晨之旭照明科技有限公司
灯具特征：
1.采用进口科锐1-3W芯片单颗led光源、专用散热系统、高可靠深圳崧盛led驱动，整机可靠性高，使用寿命长。
2.配置精心设计的二次配光系统，符合照明标准要求。
3、采用铝合金一体化散热外壳、散热性好，重量轻，安全性高。
3.科学合理的配光设计，满足道路照明纵向对称配光需求。
4.高效的驱动电源；电源效率达89％以上，功率因素≥0.95，恒流驱动LED光源；采用进口高质的电子元器件，使灯具稳定性更佳，寿命更长，达50000小时；
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。
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。
探究可靠性最高的LED路灯电源设计
探究可靠性最高的LED路灯电源设计一台LED路灯，点亮40颗1W的LED，就拿这个做比例，例出几种方案，以比较优势。
第一种方式，非隔离降压驱动，一串恒流，此种方式最大的好处是效率最高，40颗串起来，350MA恒流，但可靠性就不怎样，因为非隔离电路都有这种弱点，虽然效率高，效率高的原因也是因为电网中很大一部分能量是直接加在LED上，而电源的作用，只是将一部分能量暂时储存，然后适当的时候再释放，所以电网中的干扰什么的，很容易加在LED 上，而LED是一种非线性的负载，当电流稳定的时候，电压是在一定值上，这个电压一般是3。
3V左右，当电网里有一个瞬间高压过来时，一般该叫它浪涌电压时，因为LED负载是串在300V滤波电解之中的，所以过来的高压会直接加到LED两端，此时因为LED的这种特性，瞬间会有很大的电流流过，相当于短路了一样，瞬间就会击坏恒流电源的检测部分，甚至恒流源的芯片。
所以现在降压电路很多都会击坏开关管，尤其是用9910的，很多人都说，实际上，降压电源驱动LED都有这样的缺限，所以非隔离电路，虽然效率高，成本低，但也只能用于便宜的场合，那种消费品场合，能承担的了坏的风险的场合。
所以这种方式虽然效率最高，但是绝对是第一个被PASS的。
第二种，隔离方式的，高压恒流源，此种方式稍好，但效率会低于非隔离的，不过最主要一点，还是输出电压过高，电压太高了，问题总有一点，象电源这部分，短路就很容易炸坏，而且其抗输入浪涌性能，相对也还是要差一些。
事实证明，高压输出的LED驱动电源，却实没有低压输出的LED电源的可靠性要高，但低压输出的LED电源，虽然可靠性上去了，但效率就下来了。
可靠性和效率是矛盾的，只能选择一个平衡点。
正因为高压的不行，所以就想到了低压的，但低压的就必段分路数，于是就有了第三种，先恒压，再分路恒流，此种的可靠性当然是比上两种要好，但效率当然更低。
不过路灯的风险太大，首先当然还是可靠性得高，效率其次一点就好。
150W LED路灯电源方案
150W LED路灯电源规格：
（有需要请加QQ：598960940 详谈，谢谢您的支持！） IC: CM6807+CM6900
PCB尺寸: L 178mm*W 80mm
电源电气参数特性
项目参数
输入电压AC 100-240V
输入频率 47-63HZ
输出电压DC 52±2V(根据LED VF值不同可做调整)
功率因素≥0.9
110V ac ≥91%(Full Load)
转换效率
220V ac ≥93%(Full Load)
纹波≤400mV
输出负载≥3.0A
输入过压保护 300±10%V AC
输出短路保护 输出短路时,输入功率≤3W
输出过流保护≤5.2A
开机延迟时间 ≤5000ms
关机维持时间≥10ms
高压测试1800V AC 60S 5mA ,初级对次级，无击穿及飞弧现象(带外壳); 3000V AC 60S 5mA ,初级对次级，无击穿及飞弧现象(裸机)。
绝缘测试500V直流电压3秒钟后进行测试，绝缘电阻不小于50 MΩ工作环境 -35℃ ~ +60℃
储存环境 -40℃ ~ +85℃
温升测试报告：
PCB顶层图：
原理图：。
针对高效率开展的LED路灯电源设计
针对高效率开展的LED路灯电源设计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。
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。
高效率LED 电源驱动器的设计与分析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。
ACPDC 部分采用反激式拓扑，输出52V ，100W。
DCPDC 部分采用国半的LED 恒流驱动芯片LM3404。
本文仅介绍AC/DC 部分的设计。
反激式电源的损耗主要在于3 个地方：1）一次侧Mos 管的损耗，包括导通损耗和开关损耗。
2）二次侧整流二极管的损耗。
3）高频变压器的损耗，主要包括铁损、铜损及漏感。
基于LLC谐振的150WLED驱动电源设计
＋
一
其中： Ａ＝ ｆ ／ ｆ， Ａ ＝ ， Ｑ ＝ 、
折算到初级的等效负载阻抗 ｚ 为
（ ２ ）
●
—
—
图３ Ｌ Ｌ Ｃ谐振变换器等效 电路图
Ｆ ｉ ｇ ． ３ Ｅ ｑ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｌ Ｌ Ｃ ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ｃ ｏ ｎ ｖ ｅ ｔ ｒ ｅ ｒ
／ Ｒ 。 。
ｚ
擎
㈦
其 中： Ｒ 为输出电阻 ， ／ Ｌ ＇ 为变压器匝 比。
２ Ｌ Ｌ Ｃ特性 分析
２ ． １ Ｌ Ｌ Ｃ谐 振 变换 器 ， ｍ ＜ 时 的 阻抗 特性 分 析
文章编号 ： １ ０ ０ ５ ． ０ ５ ２ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ ． ０ １ ２ ４ ． ０ ６
基于 Ｌ Ｌ Ｃ谐振的 １ ５ ０ Ｗ Ｌ Ｅ Ｄ驱动 电源设计
高海生 ， 雷 宝
（ 华东 交通 大学 电气 与电子工程学 院 ， 江西 南 昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
方波电压 ， 作为谐振回路的输入 。 Ｄ Ｄ 分别为其体二极管 ， Ｃ ， Ｃ 分别为其寄生电容 。 ｃ ， ， ， Ｌ 组 成谐振回路 ， Ｃ 还起着隔直电容的作用 。Ｄ ， Ｄ 组成副边整流电路 ， 输 出电压经 Ｃ 。 滤波后 ， 提供给负载。 Ｌ Ｌ ｃ 谐振变换器有两个谐振频率 ， 当副边整流二极管导通 时， 被变压器副边电压钳位 ， 只有 Ｌ 与ｃ 参与谐振 ， 谐振频率为 ； 当副边整流二极管截止时， 变压器不向次边传递能量 ， Ｌ ， Ｊ ［ ， 与Ｃ 共同参与谐
力低 、 开关损耗低 、 开关频率高、 整流管无反向恢复损耗 、 允许输入 电压范围宽 、 效率高 、 方便使用磁集成技 术、 功率密度大等优点 。所 以Ｌ Ｌ Ｃ 谐振变换器在 Ｌ Ｅ Ｄ 驱动电源中的应用有着很深远的研究意义。
- 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。
本文将两相交错并联技术应用于电流临界模式PFC 反激变换器中，达到简化电路结构、降低方案成本、并减小电流纹波的目的，说明了这种电路架构在LED 路灯电源具有的先进性与实用性。
2. 设计方案
2.1. UCC28060/1的主要技术特点
UCC28060/1是一种两相自然交错并联PFC 控制芯片，提供诸多灵活性设计方案用于PFC 电路，其具有16个外围管脚，参见图1。
主要特征包括：降低PFC 电路物理尺寸；改进PFC 工作效率；并且降低PFC 电路的设计成本。
具有相位管理功率，可以改进轻载效率，帮助客户的产品满足能源之星、蓝色安吉尔等世界能效标准要求；并且具有过压、输入欠压、反馈
环开环保护、及输入电流冲击时峰值电流限制等，这些保护可提高系统的可靠性。
图1 UCC28060/1管脚分布图
与传统PFC 控制技术比较，UCC28060/1具有更多的创新之处。
这种控制器可工作于85V-265V 宽输入电压范围，并可应用于100W-1000KW 宽功率范围。
这个芯片的最大创新之处是内部含有两个临界模式PFC 控制功能，参见图2；并能实现180度自然交错并联功能。
严格保持180度的错相工作，可实现低输入、输出电流纹波、及热分布平衡等优点，TI 拥有这方面的专利技术以维持180度交错并联。
图2 UCC28060/1内部功能方框图
两相交错并联PFC电路，具有诸多优点，参见图3。
交错并联工作可以极大地降低输出电流纹波，可使用低纹波电流等级的电解电容，因而可实现电解电容的更小体积。
同时，由于更小的输入电流纹波，可允许使用更小的EMI滤波器。
另外，PFC输出轻载时，控制器可实现单相工作，可减小两相工作时MOSFET的开关损耗。
图3 UCC28060/1的典型应用
UCC28601是UCC28060的改进版，可以更加稳定地适应更宽的输入电压范围；为了PFC电感的音频噪音，UCC28601轻载时不会进入间歇工作模式；另外，UCC28601为打嗝模式过压保护。
2.2. 交错并联反激的工作原理
如图4所示，两相交错并联反激变换器由两个相对独立的反激并联构成，并且相位相互错开180度。
两个反激变换器均工作于电流临界模式，除了常规反激变换器中的器件，即功率开关管、功率二极管及主电感以外，共用一套输出电压反馈、及主控制电路，并且主控制芯片需要实现高功率因数、低电流谐波的技术要求，同时需要实现较好的均流效果。
图4 交错并联反激变换器功率电路主架构2.3. 基于UCC28060/1的150W路灯电源设计方案
如图5所示，这是一个完整的150W LED路灯电源设计方案，除去UCC28060/1构成的主控制电路、及两相交错并联反激的功率电路，还包含输入EMI滤波电路、交流整流桥、自供电电路、输出电压反馈电路、及输入过压、输入欠压、及其实的保护电路。
150W LED路灯电源的电气规格为，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)。
这个设计方案中，两个主变压器的磁芯为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。
另外，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1000uF/63V的电解电容。
图5 150W LED路灯设计方案
3.测试结果
这个150W LED路灯电路设计方案进行了多项测试，如功率因数、工作效率等，并已进行高温存储测试，均能满足订定的电气规格要求。
图6所示为输入冲击电流波形，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。
图6 输入冲击电流
图7所示为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。
图7 起机时的输出电压
图8为输出电压纹波，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。
图8 输出电压纹波
图9所示为输出满载3A 时，不同输入电压下的效率曲线。
可明显看出，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。
图9 输出电压3A 时的效率曲线
图10所示为输出满载3A 时，不同输入电压下的PF 值。
可明显看出，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。
图10 输出电压3A 时的PF 值
图11
为传导EMI 测试结果，测试条件为230Vac 输入电压、输出满载3A 。
可明显看出，电源的传导EMI 符合EN55022 Class B 的技术要求。
图11 传导EMI
4. 结论
本文说明了两相交错并联反激变换器的工作原理，反激变换器均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、高功率因数的技术要求。
通过一个150W AC/DC LED 路灯电源的实际设计、测试，证明这种设计方案切实可
行，并与常规两级功率结构相比，可实现更简洁的电路设计、更低的成本要求。
参考文献
[1] 美国德州仪器半导体公司，UCC28060/1产品规格书。