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驱动高功率LED照明应用的一种新方法

上传人:James Aliberti

上传时间: 2011-06-15

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  图 2 显示的是一个利用降压稳压器进行电流调节的高功率、多串照明应用的各个子系统模块。


图 2 使用降压稳压器的典型高功率LED照明系统

  AC 电源输入经过整流,供给一个功率因数校正 (PFC) 升压电路,其 PFC 会产生一个 400V 的高压,从而向下游隔离 DC/DC 转换器提供输入。之后,该 DC/DC 转换器输出被用于产生一个低压总线(一般为 12V 或 24V 范围),从而向经过降压调节的 LED 串供电。

  这种方法拥有较高的效率,也是最小 LED 串的理想选择。但是,对于那些具有 4 个或更多串的高功率应用来说,组件数量和成本都会有所增加。就电子组件厂商和供应链来说,可能会有可观的销售。然而,对于照明设备厂商及其用户来说,高成本并不利于产品的广泛使用。固态照明的长期稳定发展需要的是低成本驱动电路,它可以让这个市场成型并顺利发展。

  图 3 显示的是一个串联输入多并联 LED (SIMPLE) 驱动器。它是一种高性价比的多 LED 串驱动方法。除 PFC 外,它是一种两级方法,包括一个反向恒定电流降压稳压器和一个下游 DC/DC 变压器电路。它极为高效,具有优异的串电流调节功能,并且(最为重要的是)还是一个低成本的方法。它本身还可以具有为每个串加装的单无源作用硅芯片控制的整流器 (SCR) 消弧电路冗余。如果一个 LED 或串开启,它不会释放其余串。

  在我们深入研究其运行情况之前,让我们首先对那些使用 SIMPLE 驱动多变压器方法时突出的问题进行一些讨论。首先,我们要注意,这是一种电隔离设计,其二次侧输出电压可设计在 SELV 电平以下。当输出电压保持在 SELV 电平以下时,其就消除了让照明设备与电源结合的要求,并且互连获得了安全机构的许可。让输出保持在这些电平以下,增加了其本身的灵活性,从而使各种灯具可以满足许多其他照明应用的要求。电源仍然要求安全许可,正如本文中讨论的所有离线解决方案一样,但是灯具却不需要。

  另外,从散热管理的角度来看,这种隔离设计则更加理想,因为没有了对 LED 接近性或接触金属附件的诸多限制。另一个显著的特点是,它不要求输出端反馈。这就去除了光电或其他安全规定的隔离反馈器件。最后,我们来看这种二次侧的简易性。它只有很少的无源组件,并且没有偏置电源、有源组件或任何种类的控件。

  谈及运行,SIMPLE 驱动器拥有优于 1% 的极好的串电流匹配。它具有可获得高效率的谐振运行,并且随着串数量的增加其性价比也会更高。


图 3 SIMPLE驱动多变压器

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