驅(qū)動用于照明的高亮度LED

引言

照明領(lǐng)域中鮮有如最近出現(xiàn)的高亮度LED這樣的技術(shù)，擁有能夠改變整個行業(yè)的潛力。本文將討論使用交流市電驅(qū)動這類LED的方法，涉及功率因數(shù)校正 (PFC)、功率MOSFET設(shè)計的發(fā)展趨勢，以及實(shí)現(xiàn)低成本、大規(guī)模照明所需的保護(hù)功能。

當(dāng)今美國總能耗的22%用于照明。能源的高成本一直在推動更新、更高效照明技術(shù)的發(fā)展。隨著當(dāng)今高亮度和超高亮度發(fā)光二極管 (LED) 的流明/瓦特比的提高，人們已看到大幅降低照明能耗的希望。LED自問世起就充當(dāng)各種低亮度產(chǎn)品中白熾燈或熒光燈的一種替代產(chǎn)品，用于這類半導(dǎo)體的驅(qū)動電路中。
由于高亮度LED的光輸出強(qiáng)度取決于流經(jīng)它的DC電流，人們廣泛采用控制多顆LED串聯(lián)PWM控制恒流輸出的方法。本文將深入討論如何使用FAN7529 (一種低價，采用流行的SO-8封裝的PFC IC) 來實(shí)現(xiàn)這種PWM方案。

FAN7529 SO-8 PFC IC的特點(diǎn)

按照法律規(guī)定，所有超過一定功率的照明電器插座都必須配置功率因數(shù)校正方案。例如，歐洲的EN61000-3-2法規(guī)要求所有25W以上的照明電路配置PFC方案。最流行的方法是一種有源PFC方案，采用了簡單的轉(zhuǎn)換模式，即工作在電感電流的非連續(xù)傳導(dǎo)模式邊界狀態(tài)下。

由于EN61000-3-2之類的法規(guī)要求，照明行業(yè)一直在有源功率因數(shù)控制的使用方面處于前列。下圖為FAN7529的原理框圖。

圖1：FAN7529 SO-8 PFC芯片的原理框圖

FAN7529的操作比較簡單，使用誤差放大器測量IN腳的輸出分壓，并將測量結(jié)果與預(yù)設(shè)值比較。EA-OUT腳用于補(bǔ)償該放大器。

輸入電壓正弦波在MULT上測量。FAN7529將輸入電壓與輸出誤差相乘。

CS為來自MOSFET的電流傳感輸入信號。當(dāng)乘法器輸出超過該參考電流，觸發(fā)器將觸發(fā)，使OUT置為高電平，從而導(dǎo)通MOSFET。當(dāng)Idet上檢測到一個零交信號，OUT將被置為低電平，從而關(guān)斷MOSFET。

圖2：FAN7529實(shí)現(xiàn)的PFC，典型的柵極驅(qū)動信號、輸入電壓和電感電流波形