基于交流或直流電源的LED驅(qū)動電路設(shè)計
根據(jù)具體應(yīng)用的不同,LED可能會采用不同的電源來供電,如交流線路、太陽能板、12 V汽車電池、直流電源或低壓交流系統(tǒng),甚至是基于堿和鎳的電池或鋰離子電池等。
1)采用交流離線電源為LED供電
在采用交流離線電源為LED供電的應(yīng)用中,涉及到眾多不同的應(yīng)用場合,如電子鎮(zhèn)流器、熒光燈替代、交通信號燈、LED燈泡、街道和停車照明、建筑物照明、障礙燈和標(biāo)志等。在這些從交流主電源驅(qū)動大功率LED的應(yīng)用中,有兩種常見的電源轉(zhuǎn)換技術(shù),即在需要電流隔離(galvanic isolation)時使用反激轉(zhuǎn)換器,或在不需要隔離時使用較為簡單的降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
在反激轉(zhuǎn)換器方面,根據(jù)輸出功率的不同,可以采用安森美半導(dǎo)體的不同反激轉(zhuǎn)換器。例如,安森美半導(dǎo)體的NCP1013適合于功率高達(dá)5 W(電流為350 mA、700 mA或1 A)的緊湊型設(shè)計應(yīng)用,NCP1014/1028可以提供高達(dá)8 W的連續(xù)輸出功率,而NCP1351則適合于大于15 W的較大功率通用應(yīng)用。
以NCP1014/1028為例,這是安森美半導(dǎo)體推出的離線式PWM開關(guān)穩(wěn)壓器,具有集成的700 V高壓MOSFET,均采用350 mA/22 Vdc變壓器設(shè)計及700 mA/17 Vdc配置,輸入電壓范圍為90至265 Vac,具有輸出開路電壓鉗位、采用頻率抖動減少電磁干擾(EMI)信號以及內(nèi)置熱關(guān)閉保護(hù)等特性,適合于LED鎮(zhèn)流器、建筑物照明、顯示器背光、標(biāo)志和通道照明及作業(yè)燈等應(yīng)用。NCP1014/1028的應(yīng)用設(shè)計示意圖如下面的圖1所示。值得一提的是,這設(shè)計具有開路輸出保護(hù)功能,會在開路時將輸出鉗位至24 V電壓。在這設(shè)計中,電流和開路電壓能夠通過簡單地改變電阻/齊納二極管組合來調(diào)整。值得一提的是,如果針對230 Vac交流線路使用另一種可選變壓器,則NCP1014能夠提供高達(dá)19 W的功率,NCP1028能夠提供高達(dá)25 W的功率。
圖1:安森美半導(dǎo)體離線式第二代LED驅(qū)動器NCP1014/1028的應(yīng)用示意圖。
在照明應(yīng)用中,如果輸出功率要求高于25 W,LED驅(qū)動器則面臨著功率因數(shù)校正(PFC)的問題。例如,歐盟的國際電工委員會(IEC)針對照明(功率大于25 W)的要求中具有針對總諧波失真(THD)的規(guī)定。而在美國,能源部“能源之星”項目固態(tài)照明標(biāo)準(zhǔn)中對PFC帶有強制性要求(而無論是何種功率等級),即針對住宅應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.7,而針對商業(yè)應(yīng)用部分要求功率因數(shù)高于0.9。這標(biāo)準(zhǔn)屬于自愿遵守的標(biāo)準(zhǔn),并非強制性要求,但有些應(yīng)用可能需要良好的功率因數(shù)。例如,公營事業(yè)機構(gòu)將推動LED的大規(guī)模應(yīng)用,應(yīng)用在公用設(shè)施級別的LED可望擁有較高功率因數(shù);而且公營事業(yè)機構(gòu)擁有或提供LED街燈服務(wù)時,LED是否具有較高功率因數(shù)(通常大于0.95)取決于公營事業(yè)機構(gòu)的意愿,如果他們愿意,則相應(yīng)的LED驅(qū)動解決方案必須滿足這方面的要求。
圖2:需要PFC的LED驅(qū)動應(yīng)用中不同架構(gòu)對比。
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