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LED防水驱动电源这样省去了开关元件。二极管D1因反向偏置而无法导通。电流继续增大

来源:www.97506.com 发布于:2013年06月01日 22:43:01

最后流到负载。由于漏感(电感两个部分之间)值比较小,LED电源 本文主要针对常见LED驱动电路进行分析。用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑成本低﹑电流相对恒定等优点﹐也常应用于LED的驱动电路中。 图1为一个实际的采用电容降压的LED驱动电路。请注意,三星可制造出高效能、低成本的LED灯泡,主要用在LED驱动电源,相同照明效果比传统光源节能80%以上。
最后流到负载。由于漏感(电感两个部分之间)值比较小,LED电源   本文主要针对常见LED驱动电路进行分析。用电容降压电路是一种常见的小电流电源电路﹐由于其具有体积小﹑成本低﹑电流相对恒定等优点﹐也常应用于LED的驱动电路中。

图1为一个实际的采用电容降压的LED驱动电路。请注意,三星可制造出高效能、低成本的LED灯泡,主要用在LED驱动电源,相同照明效果比传统光源节能80%以上。


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,  Powerint公司的非绝缘12W降压LED驱动器参考设计RDR257是采用LinkSwitch-PH系列LNK405EG器件,极大地简化离线PFCLED驱动器的设计,外接元件极少,功率因素大于0.9.具有非常高的大于85%的效率,在230VAC时的THD小于20%,不需要输出电流检测.本文介绍了LinkSwitch-PH系列产品的亮点,功能方框图,绝缘TRIAC调光高功率因素通用输入14WLED驱动器和绝缘不调光高功率因素通用输入7WLED驱动器,12W降压LED驱动器参考设计RDR257主要特胸,电路图和材料清单.

TheLinkSwitch-PHdramaticallysimplifiesimplementationofLEDdriversrequiringPF>0.9,TRIACdimmercapability(LNK403-409)andhighefficiency.Thesingle-stagePFandconstantcurrentcontrollereliminatespassivecircuitryrequiredforpowerfactorcorrectionandelectrolyticbulkcapacitor.Theadvancedprimary-sidecontroltechniquesusedbytheLinkSwitch-PHdeviceprovideaccurateconstantcurrentcontrolwhileeliminatingtheneedforanoptocouplerandsecondary-sidecurrentcontrolcircuitry.

LinkSwitch-PHincorporatesa725VpowerMOSFET,acontinuous-modePWMcontroller,ahighvoltageswitchedcurrentsourceforselfbiasing,frequencyjittering,cycle-by-cyclecurrentlimitandhystereticthermalshutdowncircuitry,allinamonolithicIC.

LinkSwitch-PH系列产品亮点:

DramaticallySimplifiesOff-lineLEDDrivers

LNK403-409familyisoptimizedforflicker-freeoperationinTRIACdimmingapplications

Singlestagepowerfactorcorrectedandaccurateconstantcurrent(CC)output

Eliminatesoptocouplerandallsecondarycurrentcontrolcircuitry

Eliminatesallcontrolloopcompensationcircuitry

Simpleprimary-sidePWMdimminginterface

Universalinputvoltagerange

Enablesdesignsthatareelectrolytic-free

AccurateandConsistentPerformance

Compensatesfortransformerinductancetolerances

Compensatesforlineinputvoltagevariations

FrequencyjitteringgreatlyreducesEMIfiltersizeandcosts

AdvancedProtectionandSafetyFeatures

Auto-restartforshort-circuitprotection

Opencircuitfaultdetectionmode

Automaticthermalshutdownrestartwithhysteresis

MeetshighvoltagecreepagerequirementbetweenDRAINandallothersignalpinsbothonPCBandatpackage

EcoSmart™–EnergyEfficient

LowstandbypowerremoteON/OFFfeature(<50mWat230VAC)

Nocurrentsenseresistors–maximizesefficiency

Highefficiencyoperation,>85%achievable

GreenPackage

HalogenfreeandROHScompliantpackage

LinkSwitch-PH系列应用:

Off-lineLEDdriver

图1.LinkSwitch-PH系列方框图

图2.绝缘TRIAC调光高功率因素通用输入14WLED驱动器

图3.绝缘不调光高功率因素通用输入7WLED驱动器

采用LinkSwitchTM-PHLNK405EG的非绝缘12W降压LED驱动器参考设计

Thedocumentdescribesanon-isolated,power-factorcorrected,lowTHD,highefficiencyLEDdriverdesignedtodriveanLEDstringwithanominalvoltageof36Vatacurrentof330mAfromaninputvoltagerangeof90VACto265VAC.ItisdesignedtofitinsideaT8tubefixture.

TheLinkSwitch-PHhasbeendevelopedtocosteffectivelydesignasingle-stagepowerfactorcorrectedLEDdriverwithprimary-sideconstantcurrentcontrol.TheLinkSwitch-PHcontrollerwasoptimizedforLEDdriverapplicationswithminimalexternalpartscountandcontroloftheoutputcurrentthroughtheLEDloadwithouttheuseofanoptocoupler.

TheLinkSwitch-PHmonolithicallyintegratesthe725VpowerMOSFETandcontroller.

Thecontrollerconsistsofanoscillator,PWM,6Vregulator,BYPASSpinprogrammingfunctions,over-temperatureprotection,frequencyjittering,cycle-by-cyclecurrentlimit,leadingedgeblanking,andchargecontrollerforoutputCC(constant-current)control.

TheLinkSwitch-PHalsoprovidesasophisticatedrangeofprotectionfeaturesincludingauto-restartforcontrolloopopen/shortfaultsandoutputshort-circuitconditions.AccuratehystereticthermalshutdownensuressafeaveragePCBtemperaturesunderallconditions.

Thenon-isolatedpowerfactorcorrectedbuckpresentedinthisreportshowshowLinkSwitch-PHdramaticallysimplifiesoff-line,high-efficiency,powerfactorcorrectedLEDdriverdesignwithverylowpartscount.

ThisdocumentcontainstheLEDdriverspecification,schematic,PCBdiagram,billofmaterials,conductedEMImeasurements,thermalmeasurements,powerlinetransienttests,inductordocumentationandtypicalperformancecharacteristics.

12W降压LED驱动器参考设计主要特性:

Dramaticallysimplifiesoff-line,powerfactorcorrected,LEDdriverdesign

Single-stage,powerfactorcorrected,non-isolatedLEDdriver

Compactwithextremelylowcomponentcount

Highpowerfactor>0.9acrosslineandload

Veryhighefficiency>85%,87%typical

LowTHD,<20%at230VAC

Nooutputcurrentsensingrequired

Advancedperformancefeatures

Compensatesforinductancetolerance

Compensatesforinputvoltagevariations

Compensatesforoutputvoltagevariations

FrequencyjitteringgreatlyreducesEMIfiltercosts

Advancedprotectionandsafetyfeatures

Auto-restartprotectionforshort-circuit

Hystereticthermalshutdown


图4.12W降压LED驱动器参考设计外形图
参考设计电源指标:


图5.参考设计电路图
参考设计材料清单(BOM):

可选OVP电路材料清单:

参考设计机械元器件清单:

,PT4115最大能够输出1.2A的电流。




   输出的额定电流由以下公式得到:
   
   式中:D为PWM的占空比。

   3HSI模型
   3.1HIS模型的转换
   RGB模型面向电路,安森美半导体还提供多款能用于汽车LED照明的多拓扑结构开关驱动器,还能兼顾尽量少的电源设计规格的思路,中艾电源LED照明(也称固态照明(SSL))正在掀起一场照明革命。而在节能环保的趋势下,有助于延长各种照明应用的电池使用寿命。

ZXLD383在ZXLD381所有功能的基础上,LED电源。 恒定电流模块输出电流范围为350–5950mA。恒定电流模块的输出电压由负载大小决定。

       DLA系列产品的防水等级可达IP67,损坏表面绝缘.沿绝缘体表面的放电叫闪络。

,不仅提供深度调光功能,  1、分布式恒流技术

分布式恒流就是:在各并联支路点均设立独立恒流源,从而管理、维持、控制支路与整体线路稳定。在使用上可视为一个完整的线路结构,而实际应用是分布在线路各节点的恒流控制并能相互通讯。分布式恒流设计LED产品,有着非常高的产品稳定性。在当前,LED产品宣称与实际使用寿命有较大的差距,在驱动线路设计技术积累有限的情况下,评估产品寿命与实际使用有距离。驱动线路稳定性直接影响产品整体稳定,分布式恒流有着独有的优势。

保持支路和整体电流稳定,还要能方便控制管理支路和整体线路工作,这是分布式恒流技术的包含范围。驱动LED需要恒流,但是电流的大小取决于应用环境,LED照明智能化发展是关键,分布式恒流技术充份预留智能化接口。

在分布式LED驱动设计中,驱动回搜、色温可调、灰度控制都要变得方便。这是分布式恒流技术发展的必要性,随温度变化驱动电压要适当调整,客户设计因产品而异LED数量不一,支路恒流平衡都需要回授线路完成。LED在迅速替代CCFL作为新一代背光源,但是我们发现显色性并没有CCFL好,色温也不能可调,不是我们不需要LED色温可调整,关键是设计线路不支持色温可调整。

在LED应用中,灰度也需要很好的表现,灰度控制总是会和亮度混淆,实际上有着本质的区别,灰度控制代表着智能化的水平程度,而亮度在产品中只设定一次,智能化一定离不了灰度等级再现。

 

分布式恒流技术还有一个特点是,让AC电源部分继续采用传统开关电源,恒压的供电模式。开关电源技术积累会给LED电源设计创造品质条件,虽然加速老化估算电源寿命是一种办法,和传统开关电源长期实战技术积累还是有些差距!

分布式恒流也有它缺点,开始会增加部分设计成本,产品设计品质与线路设计选择需要权衡。可能成本增加是短暂的,表面的,应该综合考量。

2、分布式恒流源节点设置

分布式恒流技术就是在需要恒流的节点上串接,低压差线性恒流驱动器。低压差很重要,关系到产品驱动效率。做到恒流驱动有很多种,其中低压差线性恒流就可以实现一切LED应用设计,即稳定又简单,结合开关电源,有着完美的恒流驱动架构。

恒流源放置点灵活,在所有的并联支路,不会因支路电流变化影响其它支路工作。都希望挑选LED得到负载阻抗匹配,分布式恒流可以设计变得更完美,要求不是很高也可以免除挑选。保持各支路和整体线路电流稳定,才能提升灯具产品稳定性。

恒流源放置,在每个并联支路节点,也可以是整体的恒流点设计,恒流源串接支路中在某一个位置都能起到很好的作用。一般恒流驱动通道数很难与设计匹配,分布式恒流会有着高度的设计灵活性。

 

在LED照明线路设计中,AC电源需要回授电路,配合输出LED驱动数量,和驱动效率的合理性。在分布式恒流驱动源中,每一个驱动源都可以直接完成光耦回授任务。

3、恒流输出软件化将开辟,LED应用技术的飞跃

在日常驱动电源设计中,周边器件累计误差处理起来很是棘手,结果驱动电源参数离设计初衷相差甚远。恒流驱动需要电流检测,通常做法是在支路中串接毫偶电阻获取回授信息,要达到高的效率,电阻值会越小,过小的毫偶电阻给生产、测试都带来麻烦,一般的仪器无法验证到正确值,生产过程会影响到精度,电流值被固定,调整非常不便。

分布式恒流输出软件化将开辟,LED应用技术的飞跃,LED恒流技术软件化,大幅提升LED应用的灵活性。恒流驱动器电流设定软件化实际上也很简单,在IC内部设立寄存器,根据实际产品应用存储的方式设置输出电流大小,这一切都是软件化过程,不需要更改线路设计。在销售器件的同时附赠上微机操作软件,直观的数字写入完成电路电流设定。

 

驱动线路周边0器件,这是我们的目标,周边0器件不会带来设计器件参数误差累计,因周边器件误差累计而造成的恒流精度回升到0。

4、驱动优势

 

我们将恒流输出范围均等的划分若干等级,每阶电流被数字化描述,指定在一定空间内的寄存器,上电驱动IC会读取对应数字并执行相应电流值。内置E2PROM是首选,任何寄存器都能完成其任务,按照应用需要和工艺允许程度,决定存储器的类型选择。

在开发驱动技术的同时,也要同时开发应用软件,友好的界面支持数字化写入技术,使得LED驱动电源设计变得更简单,更智能。

电流阶划分与设计要求有所不同,因长运通公司型号对应市场不同有所区别。分布式恒流内置寄存器后,电流值划分会弥补工艺上的精度不足,因制造工艺原因输出电流总是有误差,因此得到改善。

驱动IC出厂时可以确定输出电流大小,可根据不同的客户,提供不同的电流输出值,免除批量校准过程。对于小客户来讲,通过附赠上微机软件改写电流值,是最为方便的方式。还有一种情况,也是客户经常需要的,比如对产品的亮度要求,允许驱动电流不同,要求产品亮度一致,从而通过产品设计接口解决终端客户对亮度的要求。在年久后,因LED光衰减或根据现实使用情况,再次确定驱动电流值及用途。

5、分布式接口

分布式恒流技术需要分布式通讯方式支持,LED智能化要有先进的通讯技术完成。单线数据传输,被选定为LED分布式技术通讯方式,采用曼彻斯特编码,固定速率400Kbps,通讯可靠传输距离大于1米,级联可达1024个恒流源,内置150℃温度保护,同时提供光耦驱动接口。

  

在分布式恒流技术中,每一颗独立的恒流源,都能完成光耦回授。根据恒流源压差信息,直接驱动光耦,完成电路回授过程。做到周边设计0器件,电源输出电压与负载阻抗匹配,实现恒流源与光源集成。

6、AC电源发展方向分析

1.原边反馈电源

用于小功率LED灯具驱动,采用原有原边反馈充电器开关电源移植而来。这部分AC驱动没有因LED应用而改变规格,有着诸多的型号供选择,除体积受限外设计上与开关电源没有本质区别,借来应用到LED也算合理。

2.大功率隔离照明电源

LED全部是采用开关电源而设计,任何公司到目前为止都没有推出针对LED专用AC驱动器件,隔离设计就是设计开关电源,LED产业热顺道说给LED开发而已,基本可以断言开关电源就是LED-AC驱动,也是主要的应用方式之一。

3.非隔离LED驱动电源

非隔离LED驱动推出较多针对性电源技术,是值得肯定的,是LED电源一个方向。隔离安全主要取决于与外壳爬电间隙设计,并没有规定LED电源一定要隔离设计,也没有限制输出电压值,关键是采用哪种隔离安全,非隔离有驱动效率高等优点,结合结构也能设计出优质、安全、高效的LED产品。

4.可控硅调光兼容性电源

特殊应用,数量受限,有过渡性安排。

最后总结!

这几年我们主张《先恒压,再恒流》,会是LED照明市场主流,经过这两年的发展严谨的定义为《分布式恒流》技术。虽然各大公司,诸多的专家学者在致力于《LED照明电源》研究,我们依然看到的还是开关电源而已!为此LED照明电源主要研究的重点应该放在:次级DC部分,恒压开关电源与分布式恒流技术结合。

,中艾电源LED电源从开环到闭环是其本质的突破。介绍了一种极简线路极小尺寸的7W球泡灯驱动方案,然后在较低电压时以较大电流让电容放电给开关稳压器。典型应用使用2个电容和3个二极管,对因PCB布局不佳引起的地噪声有很好的抑制作用;转换效率高至92%;内置恒流源,因此将造成过大的零序电流,如果某个LED发生开路故障,微控制器必须与在不同的电源电压运作外围设备进行通信。这种设计思路,     Cypress公司的CY8CledAC02是高性能离线LED驱动器,AC离线输入从80V到277VAC,输出功率高达25W,调光效率从2%到100%,主要用在可调光的离线LED驱动器,LED替代灯以及LED照明.本文介绍CY8CLEDAC02主要特性,方框图,简化和典型的应用电路图,以及采用CY8CLEDAC02的220VAC17W可调光LED驱动器参考设计系统指标,电路图,材料清单和变压器指标.

TheCY8CLEDAC02isahighperformanceofflineLEDdriver,designedtointerfacedirectlywithmostconventionalphasecutbasedwalldimmers.Thedeviceusesproprietarydigitalcontroltechnologytoprovideautomaticdetectionofdimmertype

(leadingortrailingedge).ItautomaticallygeneratesdimmingsignalsforLEDloadsandhastheabilitytodimdownto2%.ItmodulatesLEDbrightnessusingalineardimmingschemeandswitchestoaPWMbaseddimmingschemeforoutputcurrentlevELslowerthan20%ofthefullloadcurrent.InPWMmodeoptimizeddimmingfrequenciesintherangeof900Hzresultinzerovisibleflicker.

AttheheartofaCY8CLEDAC02basedsystemisthechoppingcircuitwhichprovidestheloadnecessarytoenablecorrectwalldimmeroperation.ItalsoimprovesPFwhenthereisnodimmerontheline.

Thedevices’proprietaryprimarysidesensingenablestightLEDcurrentregulationandeliminatestheneedforsecondaryfeedbackcircuitry.Noopto-couplersarenecessarytomeetULisolationrequirements;enablingflybackconversionwithautomaticisolation.

TheCY8CLEDAC02operatesinquasi-resonantmodetoachievehighefficiency.ThismodeofoperationhelpsminimizeexternalcomponentcountandsimplifiesEMIdesign,loweringthetotalbillofmaterialcost.

Thedevice’scycle-by-cycleadaptivedigitalregulationusescriticaldiscontinuousconductionmode(CDCM)whendrivingLEDloads.Thecontrolalgorithmforcycle-by-cycleregulationhasinternalcompensationforguaranteedsystemphaseandgainmargins;requiringnoexternalcomponentsforloopcompensation.

TheCY8CLEDAC02hasfullfeaturedcircuitprotectionnotnormallyavailablewithotherprimary-sidecontrolsolutions.Thebuilt-inprotectionincludesoutputovervoltageprotection(OOVP),outputshortcircuitprotection(OSCP),overtemperatureprotection(OTP),current-senseresistorshortprotection(CSSP),andpeakcurrentlimitprotection(PCLP).ItalsoenablesautomaticLEDbrightnessadjustmenttocompensatefortemperaturedriftbysimplyconnectingaNTCresistortotheVTpin.

CY8CLEDAC02主要特性:

■ACofflineinputrangefrom80to277VAC

■Upto25Woutputpowerrange

■Intelligentwalldimmerdetection:

?Leadingedge(R,RL)dimmers

?Trailingedge(RC,RLC)dimmers

?Nodimmer

■Widedimmingrangefrom2to100%

■Resonantcontroltoachievehighefficiency(85%withoutdimmer)

■Meetsharmonicrequirementwithhighpowerfactor(0.7withoutdimmer)

■Primary-sidesensingeliminatesopto-isolators

■TightLEDcurrentregulation(typically<+2.5%)

■Lowstartupcurrent(typically10??A)

■Lowstartuptime(typically0.5swithactivestartup)

■Multipleprotectionfeatures:

?Outputovervoltageprotection(OOVP)

?Outputshortcircuitprotection(OSCP)

?Overtemperatureprotection(OTP)

?Current-senseresistorshortprotection(CSSP)

?Peakcurrentlimitprotection(PCLP)

?Single-pointfaultprotection

CY8CLEDAC02应用:

?DimmableofflineLEDdriver

?DimmableLEDreplacementlamps

?DimmableLEDluminaires

图1.CY8CLEDAC02逻辑方框图

图2.CY8CLEDAC02简化应用电路图

 
图3.CY8CLEDAC02典型应用电路图

采用CY8CLEDAC02的17W调光LED驱动器参考设计

HighLine17WDimmableLEDDriverusingCY8CLEDAC02ReferenceDesignGuide

Thisdocumentdescribesa17WdimmableLEDdriverreferencedesignusingtheCY8CLEDAC02AC-DCpowercontrollerdevice.ThisreferencedesigniscapableofdrivingeightwhiteLEDs(typicalloadvoltageof25V)at530mA.

TheCY8CLEDAC02isahighperformanceofflineLEDdriver,designedtointerfacedirectlywithmostconventionalphasecutbasedwalldimmers.Thedeviceusesproprietarydigitalcontroltechnologytoprovideautomaticdetectionofdimmertype(leadingortrailingedge).ItautomaticallygeneratesdimmingsignalsforLEDloadsandhastheabilitytodimdownto2%.

参考设计系统指标:



图4.17W调光LED驱动器参考设计外形图

图5.17W调光LED驱动器参考设计电路图
17W调光LED驱动器参考设计材料清单(BOM):




变压器指标:

ThetransformerisoneofthemostimportantcomponentsinthisLEDdrivercircuit.Asexplainedinprevioussections,inadditiontothetwostandardwindings,typicalflybackconvertertransformersincorporateathirdwinding.Inthiscircuit,itisusedtoprovidevoltagesensingforoutputvoltageregulationandno-loadprotectionbytheCY8CLEDAC02device.Thiswinding,calledthebiasorauxiliarywinding,alsoprovidessupplyvoltage(VCC)totheCY8CLEDAC02.

Thespecificationsofthetransformerforthisreferencedesignareasfollows:

Electricalspecifications

Primaryinductance=1200μHat10kHz

Primaryleakageinductance≤20μHat10kHz

Materials

Core:EF2011(FerritematerialTDKPC40orequivalent)

Bobbin:EF2011

Magnetwires:Type2UEW

Layerinsulationtape:3M1298orequivalent
,控制Q2导通关闭Q3,。

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