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LM3444/LM3445 非隔離式LED照明應(yīng)用改進(jìn)型線性穩(wěn)壓

作者: 時間:2013-10-25 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/199869.htm

本文基于LM3445的傳統(tǒng),詳細(xì)說明其工作原理。我們將對這種公式進(jìn)行推導(dǎo)和分析。通過實際實驗結(jié)果對計算結(jié)果進(jìn)行驗證,并證明其能夠非常緊密地匹配。為了評估大批量生產(chǎn)的可行性,我們對輸出電流容限進(jìn)行了徹底的研究和分析。結(jié)果證明,傳統(tǒng)難以達(dá)到全部批量生產(chǎn)電流容限,特別是在當(dāng)前市場所要求的更高輸出應(yīng)用的發(fā)展趨勢下更是如此。

為了解決這個問題,我們建議使用一個簡易補(bǔ)償電路。我們從理論計算和實驗測量結(jié)果兩個方面,對這種建議進(jìn)行了驗證。根據(jù)推導(dǎo)的輸出電流和速率公式,對實際批量生產(chǎn)所要求的最終總電流容限進(jìn)行分析。根據(jù)所得結(jié)果,我們發(fā)現(xiàn),在達(dá)到這種實際要求方面,實現(xiàn)了巨大的進(jìn)步。最后,基于樣機(jī)對測試結(jié)果和計算結(jié)果進(jìn)行比較;經(jīng)證明,它們非常匹配。

1、 引言

隨著LED室內(nèi)照明的日益增長,方案和隔離式方案都變得越來越流行。特別是,高線性穩(wěn)壓的高PF和精確恒定電流模式方案成為市場的主導(dǎo)方案。但是,由于輸出電壓變得更高更寬,傳統(tǒng)LM3444/L3445應(yīng)用無法達(dá)到這種寬余量要求,從而進(jìn)一步限制了LM3445/LM3445的應(yīng)用。

鑒于上述問題,本文的主要目標(biāo)在于精確線性穩(wěn)壓要求的高輸出應(yīng)用。在本文中,通過第2章的一些公式,闡述一般工作原理。利用這些公式,我們可以求解最終輸出電流。為了對結(jié)果進(jìn)行評估,第3章介紹了一個統(tǒng)一公式,通過它輸出電流得到簡化。另外,第3章還進(jìn)一步詳細(xì)說明了電流容限分析。第4章給出了一些基于樣機(jī)的設(shè)計例子。文章給出了計算結(jié)果和仿真結(jié)果,并把它們與實驗結(jié)果進(jìn)行比較。經(jīng)證明,它們的匹配非常好。但是,深入研究后,我們發(fā)現(xiàn)仍然很難達(dá)到批量生產(chǎn)的電流容限要求。

為了解決這個問題,我們在第5章提出了一個建議補(bǔ)償電路。通過計算和仿真實驗,對這個補(bǔ)償電路進(jìn)行了驗證。最終,實驗證明,該電路明顯改善了線性穩(wěn)壓和電流容限性能。利用這種電路,得到改進(jìn)的線性穩(wěn)壓將在實際應(yīng)用具備更強(qiáng)的競爭力,特別是在LED R30/PAR30/A19/E27 應(yīng)用中。

2、 傳統(tǒng)非隔離式LM3444/LM3445解決方案的原理

圖1顯示了更高PF的傳統(tǒng)非隔離式解決方案。為了方便講解其工作原理,我們給參數(shù)做如下定義:

•Vout:LED輸出電壓

•I:單時間段內(nèi)等效時間值

•Kfeed:輸入AC電壓的前饋系數(shù)

•Rs:電流檢測電阻器

•Rup:toff充電電阻器

•Cchar:toff充電電容器

•Vinmin:AC輸入電壓最小值

•Vinmax:AC輸入電壓最大值

•Vinac:AC輸入電壓

•_noimp:無改進(jìn)線性穩(wěn)壓電路函數(shù)

•_imp:改進(jìn)線性穩(wěn)壓電路函數(shù)

QQ截圖20131025095200.jpg

圖1 高PF的傳統(tǒng)建議非隔離式解決方案

這是一種典型的無反饋環(huán)路應(yīng)用,但是它具有下列特性:

1、 更高的PF。通過輸入前饋電路實現(xiàn)。

2、 恒定電流。這是通過LED輸出電壓檢測toff電路實現(xiàn)。

AC輸入電壓可表示如下:

QQ截圖20131025095250.jpg

如圖1所示,C1大于C2,目的是實現(xiàn)更高的PF值,例如:C1/C2 = 220n/10n。LM3444或者LM3445的針腳5的電壓可以表示為:

QQ截圖20131025095349.jpg

QQ截圖20131025095453.jpg

3、 基于傳統(tǒng)解決方案的LED電流線性穩(wěn)壓分析

由于LED電流已在上面做了推導(dǎo),因此我們可以把總公式寫為:

QQ截圖20131025095558.jpg

我們可以看到,LED電流變化嚴(yán)重依賴于Vout,其意味著當(dāng)LED電壓較低時它可以使用更高的線性穩(wěn)壓,在這種情況下,其非常適合于GU10應(yīng)用。

3.1 批量生產(chǎn)期間Δ LED電流變化分析

公式(11)推導(dǎo)出LED電流變化,但是這種變化在整個輸入范圍受Rs、L、Cchar和Rup容限的影響。根據(jù)批量生產(chǎn)要求,我們對其進(jìn)行如下分析:

QQ截圖20131025095803.jpg

3.2 批量生產(chǎn)期間的LED電流容限分析

在批量生產(chǎn)中,LED電流受到規(guī)定。正常情況下,要求它在±5%范圍內(nèi),其在整個輸入范圍與Vled、kfeed、L、Cchar和Rup的容限無關(guān)。

由公式(9),我們知道,LED電流變化受到這些參數(shù)的影響。下面是詳細(xì)分析。

1、批量生產(chǎn)時LED電流變化受Rs(例如:2%容限)影響情況如下:

QQ截圖20131025100030.jpg

QQ截圖20131025100115.jpg


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