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低功率LED通用照明应用隔离型高功率因数LED驱动器方案

2012-05-29 09:44
科技潮人
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  近年来,世界上众多国家致力于以更高能效的照明方案来替代低能效的白炽灯。而随着发光二极管(LED)在发光性能及成本等几乎各方面持续改进,LED在通用照明领域已经成为极引人注目的解决方案。从供电电源来看,LED照明也包括高压AC-DC、中等电压AC-DC或DC-DC以及电池供电等不同类型。本文将着重探讨用于低功率(一般低于30W)AC-DCLED通用照明应用的驱动器方案及其在PAR30、A型灯等应用中的示例。

  AC-DC电源转换拓扑结构比较

  对于低功率AC-DCLED电源转换而言,可以选择隔离型反激或非隔离降压等不同拓扑结构。所谓"隔离",是指输入与输出之间采用变压器等进行电气隔离。这两种拓扑结构各有其特点。相比较而言,非隔离拓扑结构设计及电路板配置简单、电路板尺寸小、元件数量少、能效更高,而隔离拓扑结构易于满足安规要求,但磁学设计复杂,要求较大的电路板尺寸。本文将聚集于隔离型拓扑结构的AC-DCLED驱动器方案。

  LED驱动器应用要求

  对于LED通用照明应用而言,目前成本还相对较高,故高性比的LED驱动器无疑会更受青睐。此外,LED驱动器也应该具有高能效(低损耗)、高可靠性、符合电磁干扰(EMI)及谐波含量或功率因数(PF)等标准、灵活、适应宽环境条件、可改造用于已有应用、支持传统控制方式工作(兼容传统调光)等。

  其中,就功率因数要求而言,美国"能源之星"项目固态照明标准中对PFC带有强制性要求(而无论是何种功率等级),适用于特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯等。该标准针对住宅应用部分要求功率因数高于0.7,针对商业应用部分要求功率因数高于0.9,而整体式LED灯泡的要求是输入功率高于5W的灯泡功率因数大于0.7。当然,并非所有国家都绝对强制要求在照明应用中改善功率因数,但某些应用可能有这方面的要求。例如,公用事业机构可能大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用。

传统两段式架构与改进的单段式架构对比

  图1:传统两段式架构与改进的单段式架构对比

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