LED照明的电源需要精确的电流控制,种类繁多的LED驱动器功能有助于LED驱动优化设计。在设计基于诸如降压、升压、降压/升压、SEPIC、电荷泵、反激、正激、推挽等变换器大功率LED驱动技术时,应该注意一些LED照明的特殊问题。从小闪光灯到舞台照明系统的这些应用中,高亮度LED相比传统光源,具有更高效率,更长使用寿命和更小尺寸,还可实现一些特殊的效果。
精确的电流控制是高效LED照明所必需的。照明用大功率LED能产生足够的光通量,当这些器件组成合适的阵列后,可用于闪光灯、室外照明等各种场合。驱动电流决定了LED的光通量输出。为确保终端产品发光均匀,常将LED串联起来,串联中LED的驱动电流都已超过设定值。为确保电流均匀,LED的正向压降也必须同时考虑,通过监测电阻的压降,进行负反馈控制,维持恒定的电流输出。LED驱动电源优化设计其重点在于:①选择高效率的拓扑结构,如PWM和QRPFM各种调光形式,但在使用上尽量选用软开关拓扑,还要综合考虑成本。②合理选用开关器件,什么样的客户要求,用什么样的器件,如果要效率,选用Cool Mos低VF的整流二极管。③优化变压器的参数设计,减小振铃带来的涡流损耗。④选择好的电解电容。⑤输入EMI应优化设计,主要目标是通过安规,抑制干扰的方式较多,选用要合理,不能对电路造成大的损耗。⑥主电路的PCB走线应尽量短,可极大地降低串扰。所有这些是LED优化设计的主要目标。
大功率LED照明驱动主电路采用优异的Boost和DC/DC的两组结合方式,它的特点是具有良好的动态响应和稳流特性。Boost采用主动式有源功率因数校正电路,工作在连续模式,谐波电流和开关电压电流的应力都很小。DC/DC形式宜采用半桥式LLC串联谐振转换器,元器件能够集成到单个变压器中,只需要一个磁性元件,在正常负载情况下,初级开关可以工作在零电压(ZVS)条件,而次级二极管可以采用零电流开关(ZIS)工作,这是高输出电压转换器的高性价比,高效率和低EMI优化设计。一般设计PFC电路复杂,步骤繁琐,所需元器件多,因此,设计时在性能和成本之间折中,采用美国IR公司的专利单周期控制技术,输入电压采样用固定三角波振荡器,极大地简化了PFC电路。(www.xing528.com)
半桥式LLC串联谐振转换器采用飞兆半导体公司推出的FSFR2100控制集成电路,它采用ZVS技术,能够大幅降低开关管和整流器的开关损耗,效率可提高10%,它可以在输入和负载大范围变化的情况下使开关频率变化较小。它可在整个运行范围内实现零电压切换(ZVS),所有半导体器件的结电容以及变压器的漏磁电感和励磁电感都可实现ZVS。
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