三類LED區(qū)域照明電源的典型驅(qū)動(dòng)方案
2)適合洗墻燈、外墻燈等應(yīng)用的整體式/單段式方案
并不是所有的區(qū)域照明應(yīng)用都要求采用分布式/模塊化方案。隨著白光LED性能的快速提升,新型LED已經(jīng)可以配合新的LED驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)方法。領(lǐng)先的LED制造商已經(jīng)推出支持更大電流及具備更高發(fā)光性能的新型LED,如CREE的XP-G系列LED(正向壓降為3.3 V)在1 A電流時(shí)可提供330流明光輸出,Seoul Semiconductor的P7系列LED(正向壓降為3.3 V)在1.4 A時(shí)可提供400流明光輸出。在這種條件下,可以配置新穎的LED驅(qū)動(dòng)器來直接驅(qū)動(dòng)1 A到3 A的大電流。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(dòng)器。
NCL30001是一種整體式/單段式的LED驅(qū)動(dòng)方案,這種方案集成了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(dòng)LED.這種方案相當(dāng)于將AC-DC轉(zhuǎn)換與LED驅(qū)動(dòng)兩部分電路整合在一起,均位于照明燈具內(nèi),省下了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。
這90 W恒壓恒流演示板接受90至265 Vac的擴(kuò)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(可通過微幅調(diào)節(jié)電阻來選擇)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(jí)數(shù)字調(diào)光等智能調(diào)光應(yīng)用。此外,這演示板還提供短路保護(hù)、開路保護(hù)、過溫保護(hù)、過流保護(hù)及過壓保護(hù)等豐富保護(hù)特性。測試顯示,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%(詳見表1),在50%至100%負(fù)載條件下功率因數(shù)高于0.9,同時(shí)符合IEC61000-3-2 C類設(shè)備諧波含量標(biāo)準(zhǔn)。
圖4 基于NCL30001和NCS1002的90wLED驅(qū)動(dòng)器演示板能效測試結(jié)果
3)用于更大功率區(qū)域照明應(yīng)用的高能效LLC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)電源
近年來,業(yè)界對(duì)超高能效的LED照明拓?fù)浣Y(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?fù)浣Y(jié)構(gòu),如諧振半橋雙電感加單電容(LLC)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢。
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雙電感加單電容(LLC)半橋諧振控制器,用于功率在50到300 W范圍的高能效LED街道照明應(yīng)用。NCP1397是最新高性能諧振模式LLC控制器,集成了600 V高壓浮動(dòng)驅(qū)動(dòng)器,支持50到500 kHz的高頻工作,內(nèi)置高端和低端驅(qū)動(dòng)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(hù)特性。
圖5 基于NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED電源方案
三、增強(qiáng)LED串可靠性的保護(hù)方案
區(qū)域照明應(yīng)用中通常會(huì)采用多串LED.雖然LED本身可靠性高,但若LED串中的某個(gè)LED開路,那么整串LED就可能關(guān)閉,而街道照明等應(yīng)用中要避免這種狀況,從而降低后期維護(hù)成本。安森美半導(dǎo)體推出了NUD4700 LED電流旁路保護(hù)器。這器件是一款分流器件,萬一LED串中某個(gè)LED開路,則會(huì)提供電流旁路,確保在某個(gè)LED故障的條件下整串LED不會(huì)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。
評(píng)論