意法半導(dǎo)體(ST)擁有豐富的普通LED照明元器件和開發(fā)工具: 架構(gòu)、產(chǎn)品、評測工具
摘要
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201707/362344.htm隨著普通LED照明市場持續(xù)增長,客戶對新的智能功能、更高的能源效率和節(jié)省資金的要求也隨著提高。本文圍繞LED家用照明、商用照明和路燈,介紹意法半導(dǎo)體的寬產(chǎn)品線如何滿足燈具市場的需求,從系統(tǒng)角度介紹意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品線,討論主要的系統(tǒng)架構(gòu)及相關(guān)產(chǎn)品和評測工具。
前言
LED普通照明應(yīng)用市場分析(IHS 2016年3月期的“世界LED照明電源市場”報(bào)告)預(yù)測,2015-2020年, LED家用照明市場復(fù)合年均增長率為25%,商用照明市場(商店和寫字樓)29%,路燈16.9%。有兩個(gè)主要因素拉動(dòng)市場增長。第一個(gè)因素,很多大國開始重視能源問題,并發(fā)布了采用高能效光源(LED)淘汰白熾燈的節(jié)能法規(guī);第二個(gè)因素,在新興經(jīng)濟(jì)體國家,隨著城鎮(zhèn)化步伐加快,城鎮(zhèn)人口急劇增長,這迫使當(dāng)?shù)卣茝V高能效光源,升級(jí)改造城鎮(zhèn)基礎(chǔ)設(shè)施。在家用、商用和街道LED照明市場,意法半導(dǎo)體的寬產(chǎn)品線策略十分切合該市場報(bào)告的分析預(yù)測。
意法半導(dǎo)體產(chǎn)品
意法半導(dǎo)體LED產(chǎn)品組合很寬,包括專用產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,覆蓋整個(gè)LED普通照明應(yīng)用。
意法半導(dǎo)體的產(chǎn)品、平臺(tái)和評測板分為家用、商用、路燈用,支持最常用的系統(tǒng)架構(gòu)/電路,還專門設(shè)立了 eDesignSuite部門,為包括LED照明在內(nèi)的應(yīng)用市場提供電源管理軟件工具。
LED家用照明
LED家用照明市場對LED光源能效和驅(qū)動(dòng)芯片的要求越來越高,高集成度,高能效,高功率因數(shù)(HPF),長壽命,調(diào)光功能,系統(tǒng)成本低,元器件數(shù)量少,是家用照明應(yīng)用市場的主要需求。
意法半導(dǎo)體高集成度離線轉(zhuǎn)換器產(chǎn)品線很寬(每款產(chǎn)品都包含一個(gè)片上集成控制器和保護(hù)電路的功率MOSFET),最高輸出功率15W,擊穿電壓800 V,能夠管理市場上主流驅(qū)動(dòng)拓?fù)?,例如?nbsp;降壓、升/降壓和反激式拓?fù)?。在這些產(chǎn)品中,專用離線LED驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器,例如,HVLED805、HVLED807PF、HVLED815PF,具有高功率因數(shù)和一次側(cè)恒流/恒壓穩(wěn)壓(PSR-CC/CV)功能,如圖1所示,因?yàn)殡娐范蝹?cè)無需穩(wěn)壓芯片和光耦,所以系統(tǒng)成本較低。此外,VIPerPlus系列Viper*5、 VIPer*6、VIPer*7、VIPer*8、VIPer0P和VIPer01離線轉(zhuǎn)換器也適合驅(qū)動(dòng)LED。
圖1 – 具有PSR-CV/CC功能的高功率因數(shù)反激式拓?fù)?/p>
反激式拓?fù)涞你Q位電路推薦使用STRVS*反復(fù)過壓保護(hù)器件和STTH*超高速二極管(600V-1200V產(chǎn)品);STPS*肖特基二極管和FERD*場效應(yīng)整流管非常適用于輸出整流。STRVS*保護(hù)芯片的低泄漏電流、輸出二極管的低VF/IR比和STTH*的優(yōu)異的VF/trr比,保證反激式拓?fù)渚哂谐錾目煽啃院湍苄А?/p>
通過推出高功率密度(高達(dá)61V/3A)的LED5000、LED6000 DC-DC LED驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器(單片集成控制器+ MOSFET),意法半導(dǎo)體支持用MR16 LED光源替代鹵鎢燈。
意法半導(dǎo)體提供多種LED家用照明系統(tǒng)評測板。一次側(cè)評測板如圖2所示。
圖 2 – 主要家用照明系統(tǒng)評測板
LED商用照明
商用和建筑照明系統(tǒng)通常需要20W以上的功率,以及高功率因數(shù),高能效,節(jié)省成本,有時(shí)需要多條燈帶,有遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。
在只有一條燈帶時(shí),通常使用反激式拓?fù)洹R夥ò雽?dǎo)體的新產(chǎn)品HVLED003D (2016年第四季度上市)是一款離線反激式LED驅(qū)動(dòng)控制器,一次側(cè)恒流穩(wěn)壓(PSR-CC)模式,內(nèi)置調(diào)光功能(0-10, PWM和可控硅),可直接驅(qū)動(dòng)單燈帶,無需光耦和二次側(cè)控制器。主要開關(guān)管推薦MDmesh? K5功率MOSFET系列,我們發(fā)現(xiàn) 800-900-950Vbr產(chǎn)品(ST*N80K5、ST*N90K5和ST*N95K5 pn)特別適合這種拓?fù)洹Dmesh? K5系列適用于硬開關(guān)拓?fù)?,具有低Rdson導(dǎo)通電阻、低Qg柵電荷和低電容的特點(diǎn)。
關(guān)于鉗位網(wǎng)絡(luò),我們推薦使用前面家用照明部分討論的鉗位電路器件。STPS*肖特基二極管、FERD*場效應(yīng)整流管和超高速二極管系列(大于等于200V的STTH*產(chǎn)品)最適合輸出整流電路。
多燈帶電源架構(gòu)由主電源(通常是反激式拓?fù)?和多燈帶管理電路組成,主電源提供恒定的DC總線電壓。架構(gòu)如圖3所示。
圖3 – LED多燈帶電源架構(gòu)
意法半導(dǎo)體的離線LED控制器HVLED001/A內(nèi)置一次側(cè)恒壓穩(wěn)壓(PSR-CV)電路和調(diào)光功能(0-10, PWM),適用于反激式拓?fù)?。PSR-CV模式意味著電路不需要光耦和二次側(cè)控制器。該反激式拓?fù)涫褂们拔膯螣魩玫墓β蔒OSFET、輸出二極管和鉗位網(wǎng)絡(luò)。多燈帶管理分為模擬控制和數(shù)字控制兩種方法:
ü 高功率密度(最高61V/3A) 的DC-DC LED驅(qū)動(dòng)降壓轉(zhuǎn)換器(單片集成控制器 + MOSFET) LED2000、LED2001、LED5000和LED6000(圖4)適用于模擬管理方法。
圖4 – 基于轉(zhuǎn)換器的模擬式LED多燈帶管理方法
還可以使用新的基于固定關(guān)斷時(shí)間(FOT)算法的HVLED0002電流式LED控制方法實(shí)現(xiàn)反向降壓拓?fù)?圖5);在這個(gè)拓?fù)鋬?nèi),60V - 100V低壓STripFET F7功率MOSFET系列(推薦ST*N6F7和ST*N10F7)確保所有的解決方案都高效可靠。STripFET F7系列產(chǎn)品具有極低的Rdson導(dǎo)通電阻、優(yōu)化的體二極管(低Qrr)、優(yōu)化的本征電容和合理的Crss/Css比。
圖5 – 基于控制器的模擬式LED多燈帶管理方法
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