隔离式LED驱动电源系列方案
隔离式LED驱动电源系列方案
在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下,世界各国均大力发展绿色节能照明 。led
照明作为一种革命性的节能照明技术,正在飞速发展。然而,LED驱动电源 的要求也在不断
提高。高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积
小、成本低等正成为LED驱动 电源的关键评价指标。
LED驱动电源的具体要求
LED是低压发光器件,具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。对于市电交
流输入电源驱动,隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高,则越能发挥
LED高光效,节能的优势。同时高开关工作频率,高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设
计紧凑的LED灯具 中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。
10W以下功率LED灯 杯应用方案
目前10W以下功率LED应用广泛,众多一体式产品面世,即LED驱动电源与LED灯整合在
一个灯具 中,方便了用户直接使用。典型的灯具规格有GU10、E27、PAR30等。
针对这一应用,我们设计了如下方案(见图1)。
图1 基于AP3766的LED驱动电路原理图
该方案特点如下：
1 基于最新的LED专用驱动芯片AP3766,采用原边控制方式,无须光耦和副边电流控制
电路,实现隔离恒流输出,电路结构简单。通过电阻R5检测原边电流,控制原边电流峰值恒定,
同时控制开关占空比,保持输出二极管D1的导通时间和整个开关周期时间比例恒定,实现了
输出电流的恒定。
2 AP3766采用专有的“亚微安启动电流”技术,仅需0.6μA的启动电流,因此降低了启
动电阻R1和R2上的功耗,提高了系统效率。典型5W应用效率大于80%,空载功耗小于30mW。
3 AP3766采用恒流收紧技术实现垂直的恒流特性,恒流精度高。
4 电路元件数量少,AP3766采用SOT-23-5封装,体积小,整个电路可以安装在常用规格
灯杯中。
5 安全可靠,隔离输出,具有输出开路保护、过压保护及短路保护功能。
6 功率开关管采用三极管,省去了高压场效应管,系统成本低。
图2为该方案的5W应用电路样机实物照片。图3是基于AP3766的5W LED驱动装置实
物照片。图4为基于AP3766的5W LED驱动电路满载效率随交流输入电压变化曲线。图5
为基于AP3766的5W LED驱动电路满载输出IV特性曲线。
图2 基于AP3766的5W LED驱动电路样机实物照片
图3 基于AP3766的5W LED驱动装置实物照片
图4 基于AP3766的5W LED驱动电路效率曲线
图5 基于AP3766的5W
10～60W功率LED路灯 、LED直管灯应用方案
IEC国际电工委员会对照明灯具提出明确的谐波要求,即IEC61000-3-2标准。因此对于
较大功率LED 照明应用,采用功率因数校正(PFC)控制技术成为必需。对于60W以下应用,有
高性价比单级PFC控制方案,该方案电路原理图如图6所示。
图6 基于AP166+AP4313的LED驱动电路原理图
该方案特点有：
1 单级PFC方案,只用一级反激式电路拓扑,同时实现功率因数校正和隔离恒流输出。元
件数量少、体积小、性价比高。网
2 高功率因数,采用有源功率因数校正控制芯片AP1661,功率因数PF 0.9,满足
IEC61000-3-2谐波标准。
3 采用副边恒压恒流控制芯片AP4313,恒流精度高,输出电流误差<3%。
4 高效率,满载效率高达90%。
5 安全可靠,隔离输出,具有输出开路保护,过压保护及短路保护功能。
AP1661是一款工作于临界导通模式下的有源功率因数校正控制芯片,可广泛应用于开
关电源、LED驱动和电子镇流器的预调整变换器控制。该芯片内部包括1个启动定时器可满
足待机应用要求,1个能实现接近于1的功率因数的单象限乘法器和1个零电流检测模块确
保临界断续方式工作。AP1661的图腾柱驱动输出能够为外部MOSFET或IGBT提供最大600mA
驱动电流和800mA关断电流能力。采用了先进的双极型互补金属氧化物半导体设计和制造工
艺,具有低启动电流,低工作电流和低功耗的特点。AP1661同时具有完善的保护功能,包括过
压保护、带有滞后的输入欠压锁定和乘法器输出嵌位以限制开关最大峰值电流。图7为该方
案60W应用电路样机实物照片。图8为应用该方案LED直管灯实物照片。
图7 基于AP1661+AP4313的60W LED驱动电路样机实物照片
图8 LED直管灯实物照片
60～150W大功率LED路灯应用方案
在户外照明部分,中国每年路灯市场需求量都在2000万盏以上,中国城市改造、城镇建
设、住宅建设及道路建设对于大功率、高亮度、节能的LED路灯产品的市场需求是极其庞大
的。
在更大功率应用条件下,单级PFC电路难以同时兼顾PFC预调整和反激电路输出恒流调
整性能,这时需要采用两级电路架构实现这一目标。因此,有新推出的PFC+PWM 两级架构电
路拓扑方案,该方案电路原理图如图9所示。
图9 基于AP1661+AP3102的LED驱动电路原理图
该电路采用Boost PFC+Flyback两级拓扑结构,控制芯片采用PFC控制芯片AP1661,PWM
控制芯片AP3102和副边恒流控制芯片AP4310。该电路方案优点是输入/输出电容小,输出纹
波小,隔离输出,功率因数高,电流精度控制在2%以内,可靠性高。图10为该方案的90W应用
电路样机实物照片。图11为应用该方案大功率LED路灯灯具照片。
图10 基于AP1661+AP3102的60W LED驱动电路样机实物照片
图11 大功率LED路灯灯具照片
图12 90W LED电源 满载效率曲线
图12为90W样机满载效率测试结果。
LED驱动电源恒流方案大全
恒流方案大全恒流源是电路中广泛使用的一个组件，这里我整理一下比较常见的恒流源的结构和特点。
恒流源分为流出(Current Source)和流入(Current Sink)两种形式。
最简单的恒流源，就是用一只恒流二极管。
实际上，恒流二极管的应用是比较少的，除了因为恒流二极管的恒流特性并不是非常好之外，电流规格比较少，价格比较贵也是重要原因。
最常用的简易恒流源如图(1) 所示，用两只同型三极管，利用三极管相对稳定的be电压作为基准，电流数值为：I = Vbe/R1。
这种恒流源优点是简单易行，而且电流的数值可以自由控制，也没有使用特殊的元件，有利于降低产品的成本。
缺点是不同型号的管子，其be电压不是一个固定值，即使是相同型号，也有一定的个体差异。
同时不同的工作电流下，这个电压也会有一定的波动。
因此不适合精密的恒流需求。
为了能够精确输出电流，通常使用一个运放作为反馈，同时使用场效应管避免三极管的be电流导致的误差。
典型的运放恒流源如图(2)所示，如果电流不需要特别精确，其中的场效应管也可以用三极管代替。
电流计算公式为：I = Vin/R1这个电路可以认为是恒流源的标准电路，除了足够的精度和可调性之外，使用的元件也都是很普遍的，易于搭建和调试。
只不过其中的Vin还需要用户额外提供。
从以上两个电路可以看出，恒流源有个定式（寒，“定式”好像是围棋术语XD），就是利用一个电压基准，在电阻上形成固定电流。
有了这个定式，恒流源的搭建就可以扩展到所有可以提供这个“电压基准”的器件上。
最简单的电压基准，就是稳压二极管，利用稳压二极管和一只三极管，可以搭建一个更简易的恒流源。
如图(3)所示：电流计算公式为：I = (Vd-Vbe)/R1TL431是另外一个常用的电压基准，利用TL431搭建的恒流源如图(4)所示，其中的三极管替换为场效应管可以得到更好的精度。
TL431组成流出源的电路，暂时我还没想到:)TL431的其他信息请参考《TL431的内部结构图》和《TL431的几种基本用法》电流计算公式为：I = 2.5/R1事实上，所有的三端稳压，都是很不错的电压源，而且三端稳压的精度已经很高，需要的维持电流也很小。
LED驱动电源方案全攻略
LED驱动电源方案全攻略LED（Light Emitting Diode）驱动电源是用来为LED灯提供电能的电源装置。
LED灯是一种半导体光电器件，需要稳定的电流和电压来驱动。
有多种LED驱动电源方案可供选择，每种方案都有不同的特点和适用场景。
以下是关于LED驱动电源方案的全攻略：1.直接驱动电源方案：直接将LED连接到电源供电，通过电阻限流来保证电流稳定。
这种方案成本较低，但效率较低，不适用于大功率LED灯。
2.恒流驱动电源方案：通过恒流驱动电路来保持LED工作电流恒定，以提高LED的亮度和寿命。
这种方案适用于需要稳定亮度的应用，如室内照明和显示屏。
3.PWM调光驱动电源方案：采用脉冲宽度调制（PWM）技术来控制电流，通过改变脉冲信号的占空比来调节LED的亮度。
这种方案适用于需要可调光的应用，如舞台照明和电视背光。
4.开关电源驱动电源方案：采用开关电源技术，将输入电压经过变压和整流等处理，输出稳定的电流来驱动LED。
这种方案具有高效率和稳定性，适用于大功率和长距离驱动的应用，如户外照明和景观照明。
5.驱动电流调节方案：通过调节驱动电流的大小来控制LED的亮度。
可以使用恒流源、可调电阻、PWM调光等方法来实现驱动电流的调节。
6.功率因数校正方案：LED驱动电源需要具备良好的功率因数，以减少谐波对电网的污染。
可以采用PFC预矫正电路、LC滤波网络等方法来校正功率因数。
7.绝缘驱动电源方案：为了提高安全性能，LED驱动电源通常需要具备绝缘功能，以隔离输入和输出电路。
可以采用变压器隔离、光耦隔离等技术来实现绝缘功能。
当选择LED驱动电源方案时，需要综合考虑LED的特性、应用场景、成本和效率等因素。
根据具体需求，可以选择恒流驱动电源、PWM调光电源或者开关电源等方案。
此外，还要注意选择合适的功率因数校正和绝缘功能，以确保LED驱动电源的安全性和稳定性。
LED驱动电源产品说明
一：球灯系列：1：3×1W外形尺寸：长25*宽16*高13mm输入电压：100-240V AC频率：50/60HZ电流; <0.1A输出电流：0.32A恒流电压：7-12V效率：>0.75保护：可长时间短路，开路安规：隔离式符合CE标准适用灯具：1-3W球灯，玉米灯，筒灯等本产品采用美国IWatt主控IC制作，初次级完全隔离高精度恒流输出，有利于灯寿的提高，高效率，温升小，小体积，能通用市面上常用的球灯，玉米灯，筒灯等。
总功率可达到3W，可根据客户LED串并方式订制不同规格的驱动，体积不变，输出电压流可按要求订制，2：5×1W 6×1W 7×1W外形尺寸：长25*宽16*高13mm输入电压：100-240V AC频率：50/60HZ电流; <0.1A输出电流：0.32A恒流电压：15-21V效率：>0.75保护：可长时间短路，开路安规：隔离式符合CE标准适用灯具：5-7W球灯，玉米灯，筒灯等本产品采用美国IWatt主控IC制作，初次级完全隔离高精度恒流输出，有利于灯寿的提高，高效率，温升小，小体积，能通用市面上常用的球灯，玉米灯，筒灯等。
总功率可达到7W，可根据客户LED串并方式订制不同规格的驱动，体积不变，输出电压流可按要求订制。
3：5×1W 6×1W 7×1W外形尺寸：长33*宽21*高16mm输入电压：100-240V AC频率：50/60HZ电流; <0.1A输出电流：0.32A恒流电压：15-21V效率：>0.8保护：可长时间短路，开路安规：隔离式符合CE标准适用灯具：5-7W球灯，玉米灯，筒灯等本产品采用美国IWatt主控IC制作，初次级完全隔离高精度恒流输出，，有利于灯寿的提高，高效率，温升小，小体积，能通用市面上常用的球灯，玉米灯，筒灯等。
总功率可达到7W，完全按CE标准设计，可根据客户LED串并方式订制不同规格的驱动，体积不变，输出电压流可按要求订制，4：18W PAR灯驱动电源外形尺寸：长62.5*宽33.8*高21.5mm输入电压：100-240V AC频率：50/60HZ电流; <0.1A功率因数：>0.85输出电流：0.32A恒流电压：15-21V效率：>0.85保护：可长时间短路，开路安规：隔离式符合CE标准适用灯具：18W以内PAR灯等本产品采用美国IWatt主控IC制作，初次级完全隔离高精度恒流输出，高效率，有利于灯寿的提高，高效率，温升小，小体积，前级采用从动PFC设计，完全满足谐波要求，功率因数100V时大于0.92，220V也能大于0.85以上能通用市面上常用的9-18W PAR灯等。
技术分享：解析隔离与非隔离LED驱动电源的优缺点
技术分享：解析隔离与非隔离LED驱动电源的优缺
点
目前在一般的LED照明市场上，存在非隔离设计和隔离型驱动电源之分。
非隔离设计仅限于双绝缘产品，例如灯泡的替代产品，其中LED和整个产品都集成并密封在非导电塑料中，因此，最终用户并没有任何触电的危险。
二
级产品都是隔离型的，价格相对比较昂贵，但在用户可以接触到LED和输出接线的地方(通常在LED照明和路灯照明应用的情况下)，这种产品必不可少。
解析驱动电源的隔离与非隔离
带隔离变压器或者电气隔离的LED驱动电源意味着LED可以直接用手接
触而不会触电。
而无隔离变压器的LED驱动电源虽仍可以借助防护外壳实现部分机械绝缘，但此时的LED在工作时并不能直接接触。
绝缘型灯泡在今后将成为主流
物理设计决定着驱动器是隔离式还是非隔离式。
安全规则通常要求使用两
个独立的隔离层。
设计师可以选择两种物理隔离层，即塑料散光罩和玻璃护罩，并使用非隔离式电源。
如果物理隔离成本太高、存在机械困难或者吸收
太多光，就必须在电源中解决电气隔离问题。
隔离式电源通常要比同等功率水平的非隔离式电源大一些。
照明灯设计师
必须在他们所设计的每款产品中进行大量的成本及设计优化工作。
由于适用
于不同的应用，是采用隔离的绝缘变压器还是采用隔离的防护灯罩外壳，设
计者在不同的角度考虑永远会有不同的见解。
通常，他们会从多方面去分析，例如成本与制造工艺、效率和体积、绝缘
可靠性和安全规范的要求，等等。
带变压器的驱动成本较高，但也相应让。
隔离电源方案
隔离电源方案隔离电源方案1. 引言在电子设备的设计和应用中，隔离电源是一种重要的电源方案。
隔离电源具有将输入电源和输出电路完全隔离的特性，可以提供更高的安全性和可靠性。
本文将介绍隔离电源的工作原理和常见的实现方式，并探讨其在不同应用领域的优势和具体设计要点。
2. 隔离电源的工作原理隔离电源通过使用变压器将输入电源和输出电路进行物理隔离，从而实现输入和输出之间的电气隔离。
其主要工作原理如下：1. 输入侧变压器：隔离电源的输入侧通过变压器将输入电压变换为合适的电压，并且在变压器中通过绝缘层实现输入和输出之间的电气隔离。
变压器还可以提供电源交流信号的相位变换功能。
2. 输出侧整流和滤波：隔离电源的输出侧通常需要进行整流和滤波处理，将交流信号转换为稳定的直流电压。
这可以通过整流桥和滤波电容来实现。
3. 输出侧稳压和保护：隔离电源的输出侧还需要进行稳压和保护的处理，以确保输出电压在设定范围内稳定，并且可以对过载、短路等异常情况进行保护。
3. 隔离电源的实现方式隔离电源可以通过多种方式来实现，下面介绍几种常见的实现方式：1. 离线开关电源：这种方式是一种常见的隔离电源实现方式，通过离线开关电源的工作原理，实现输入和输出之间的电气隔离。
离线开关电源具有高效率、稳定性好等特点，广泛应用于计算机、通信设备等领域。
2. 直流-直流隔离电源：这种方式将输入直流电源转换为另一个输出直流电源，通过变压器的物理隔离实现输入和输出之间的电气隔离。
这种方案常见于工业控制、充电器等领域。
3. 带有光耦隔离的电源：在一些对安全性要求较高的场合，可以采用带有光耦隔离的电源方案。
光耦隔离可以通过光电转换器实现输入和输出之间的电气隔离，具有较高的抗干扰性和安全性。
4. 隔离电源的应用领域隔离电源广泛应用于各个领域，以下是几个常见的应用领域：1. 工业控制：在工业控制系统中，由于环境复杂、噪声干扰较大等特点，使用隔离电源可以有效提高系统的稳定性和抗干扰性。
25WLED隔离驱动变压器设计
25WLED隔离驱动变压器设计关键词：LED驱动，隔离，简单低成本，EMI设计LED驱动，主要的是变压器参数的设计。
不管是隔离还是非隔离，只是隔离是一个有两个绕组的变压器，非隔离是个一个绕组的电感。
上一遍文章中（基于SIC95123WLED的驱动制作）着重介绍了非隔离电感制作的参数设计，本文通过介绍基于SIC9655-制作的25WLED隔离驱动，着重介绍隔离变压器参数的设计。
下面先简单地介绍一下SIC655芯片。
SIC9655是PIP-8封装的LED驱动芯片。
工作在DCM模式，适合全电压范围工作，良好的线性调整率、负载调整率以及优异的恒流特性。
采用原边反馈技术，无需光耦及TL431反馈，无需辅助绕组供电和检测，系统实现成本低，线路简单。
具有输出开短路保护、过压保护、过温自适应调节等。
下面以SIC655设计输入功率为25W的驱动过程着重介绍如何确认变压器参数。
输入要求:Vin：100-264；Vout：36V;Iled:600mA。
PF≥0.50，EMI:pass.通过公司提供的应用原理图以及以上输入参数的要求，为能通过EMC测试，应在电源加进电感及X电容，压敏电阻，用于保护MOS管的RCD及RC电路等。
画出原理图。
上图。
然后通过以下步骤设计出驱动（重点是确认变压器参数）。
设计步骤：1：确定采样电阻Risen;2：确认变压器参数;3：开路电阻设置Radj。
4:确定输入输出端电容，输出二极管等主要原器件。
5:续流二极管的RCD及RC电路。
6：设计PCB板。
7:电路调试。
8：打印清单;开始：1：确定采样电阻Risen：SIC9655工作在DCM模式中，其内部具有一个400mV的基准电压，这个基准电压与我们设计中变压器原边峰值电流进行比较计算，通过采样电阻的调节来实现LED 驱动电流的大小..采样电阻与其它参数的关系式是：N P /N S 为变压器初次级匝数比，假设N P /N S ＝n，先估算输出端所需电压V S ：V S =Vout+V D6+V NS .(V NS 为次级电感及回路压降)。
LED驱动电源方案全攻略
LED驱动电源方案全攻略LED驱动电源是LED灯具的关键部分，它能够为LED提供稳定的电流和电压，保证LED的正常工作。
在设计LED驱动电源时，需要考虑到功率因素、效率、稳定性等多个因素，合理选择驱动电源方案是设计中的重要一环。
一、LED驱动电源方案的选择在选择驱动电源方案时，需要考虑以下几个因素：1.输入电源：一般来说，选择稳定的直流电源作为输入，以满足LED 对电压的要求。
2.输出特性：根据LED的工作方式，确定输出的电流和电压。
对于单色LED，一般需要稳定的恒流输出；对于多彩LED，需要提供恒流和恒压两种输出模式。
3.效率和功率因素：高效率和高功率因素是现代LED驱动电源方案的主要追求之一、高效率可以减少能量的损耗，提高LED的发光效率；高功率因素可以减少对电网的污染。
4.稳定性和可靠性：选择具有稳定性和可靠性的电子元器件和电源拓扑结构，确保驱动电源的稳定性和可靠性。
二、常见的LED驱动电源方案根据LED的工作特性和要求，常见的LED驱动电源方案有以下几种：1.线性电源方案：线性电源方案是最简单的一种方案，通过线性稳压器来驱动LED。
它的优点是稳定性好，成本低；缺点是效率低，适用于小功率的LED灯具。
2.开关电源方案：开关电源方案是目前最常见的一种方案，它通过开关管实现对LED的控制。
它的优点是效率高，成本较低；缺点是对电磁干扰敏感，需要额外的电磁屏蔽设计。
3.恒流源方案：恒流源方案是针对需要恒流输出的LED设计的一种方案。
它通过电流反馈控制电路，确保输出电流的稳定性。
这种方案适用于针对恒流输出的高亮度LED灯具。
4.恒压源方案：恒压源方案是针对需要恒压输出的LED设计的一种方案。
它通过电压反馈控制电路，确保输出电压的稳定性。
这种方案适用于多彩LED灯具，可以同时满足恒流和恒压的要求。
三、LED驱动电源方案设计注意事项在LED驱动电源方案设计中，需要注意以下几个事项：1.选择合适的电源拓扑结构，根据实际需求选择合适的开关功率器件。
LED驱动方案(安森美)
• 虽然不是所有国家对照明应用有功率因数的强制要求，但某些应用有这方面的要求： – 公用事业机构大力推动使用高功率因数的照明产品在公用设施的应用 – 而且业界在路灯应用中对功率因数(PF)的要求比较高的，通常>0.95
– 无系统维持时间要求 – 纹波汇入平均光输出，人眼不会察觉
17
8 W – 25 W应用要求 – 有功率因数校正(PFC)
规格：
• 输入电压：
90 V~264 Vac 或(LL/HL)
• 功率范围：
8 W – 25 W
• 功率因数：
>0.9
• 能效：
80%
• 保护特性：
短路及过压保护
• 输出电流(恒流)： 350 mA; 700 mA; 1 A
均方根电流较大 频率被限制 线圈电感减小
如：NCP1605
15
隔离型高功率因数方案应用定位
90%
CrMPFC + LLC NCP1607/NCP1397/3
能效
85%
隔离型CCM降压/升压
NCL30001
NCL30000 CRM反激 (线路可调光)
80%
NCP1015 能源之星
PF > 0.7
25 50
§ Proprietary soft skip reduces possibility of acoustic noise at light load
市场及应用
§ LED Street and Area Lighting § LED Wall packs and Architectural Lighting § Refrigerated Display Case Lighting § Offline LED Driver Power Supplies
PI
LED Output Current (A)
0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165 180
Conduction Conduction time (ms) Phase angle (° ) 7.6 165 5.5 119 4.9 106 4.2 91 3.8 82 2.9 63 2.2 48 1.8 39 0.7 15 0.6 B的选择 调节实现更严格的 通过R 的选择/调节实现更严格的 容差
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用15个元件设计非隔离式抽头降压电路 个元件设计非隔离式抽头降压电路
频率调制降低了EMI滤波 滤波 频率调制降低了 元件成本 高工作频率(85 kHz) 高工作频率 可减小电感尺寸
LinkSwitch-PH与LinkSwitch-PL： 与 ： 最高输出功率为50 的隔离式 的隔离式LED驱动器 驱动器IC 最高输出功率为 W的隔离式 驱动器
*
* 在110 VAC输入下最小功率为2.5 W
SO-8C (D)封装 封装 eDIP (V)封装 封装
eSIP (E)封装 封装
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LinkSwitch-II、LinkSwitch-PH及LinkSwitch-PL 、 及
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700 V MOSFET允许更高的 允许更高的 VOR