不同电源及功率等级的LED照明驱动器方案

电子芯期天 2021-11-09 08:30

【干货免费领】

540M开关电源案例及学习资料完整版:点我

ADI资料合集 | 99%硬件工程师都是用的资料:点我

70G硬件设计资料汇总免费送:点我

射频没有前景?工程师该如何择业:点我


随着led技术的发展,LED的应用已经从传统的小功率便携产品背光拓展至中大功率的室内照明、室外照明及手电筒等应用。根据驱动电源的不同,LED照明通常可以划分为交流-直流(AC-DC)LED照明、直流-直流(DC-DC)LED照明电源以及电池供电的LED手电筒等不同类型,LED灯具及其功率也各不相同,如3WPAR16、3×2WPAR20、10W/15WPAR30、15W/22WPAR38、1WG13、3WGU10、1WMR11、3WMR16、3W/9W/15W嵌灯、1W-3W阅读灯等。

1、AC-DCLED照明解决方案

安森美半导体在AC-DC电源供电的LED照明应用中,提供各种离线控制器及功率因数校正(PFC)控制器,并配合隔离及非隔离要求提供不同的LED应用方案。在交流线路电压与LED之间没有物理电气连接的隔离应用中,常见的拓扑结构有反激(Flyback)及双电感加单电容(LLC)半桥谐振。不同拓扑结构适合于不同的功率范围或是用于满足特别的设计要求。例如,反激拓扑结构是小于100W的中低功率应用的标准选择,而LLC半桥拓扑结构是大功率和高能效的首选方案。

图1 不同功率范围的隔离型拓扑结构

AC-DCLED照明应用中,小功率的LED应用通常以恒流(CC)来驱动,而恒压(CV)功能是在输出开路的情况下作为保护功能。大功率的LED应用可能需要在电路中增加功率因数校正(PFC),其中的AC-DC转换与LED驱动两部分电路既可能采用整体式(integral)配置,即两者融合在一起,均位于照明灯具内,也可以采用分布式(distributed)配置,如图2,从而简化安全考虑,并增加系统灵活性。

图2 大功率LED驱动的分布式(distributed)配置结构

从应用的具体功率范围来看,AC-DCLED照明的电源方案应用主要包括:

1W-8W:G13/GU10/PAR16/PAR20照明

8W-25W:PAR30/PAR38照明

50W-300W:区域照明

1)1W-8W AC-DC LED照明应用

这类应用要求的输入电压为90至264Vac,能效达80%,同时提供短路保护、过压保护等保护特性,并提供350mA、700mA恒流,应用领域包括G13、GU10、PAR16、PAR20及嵌灯(downlight)等。

这类应用中可以采用安森美半导体的NCP1015自供电单片开关稳压器。这颗器件集成了固定频率(65/100/130kHz)电流模式控制器和700V的高压MOSFET,提供构建强固的低成本电源所需的全部特性,如软启动、频率抖动、短路保护、跳周期、最大峰值电流设定点及动态自供电功能(无需辅助绕组)等。图3显示的是NCP1015在隔离型1W-8W范围AC-DCLED照明应用的电路示意图。值得一提的是,NCP1015同样可用于非隔离型(电路中不含高频变压器)1W-8W范围的AC-DCLED照明应用,电路中可以采用抽头(tapped)电感来提高MOSFET工作的占空比,并改善系统能效及电路性能。

图3安森美半导体8 W LED驱动应用电路示电图(输入电压为85至264 Vac)

2)8W-25W AC-DC LED照明应用

美国能源部(DOE)“能源之星”固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供功率因数校正(PFC)。这标准适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其中,住宅应用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9。但这项标准属于自愿性标准,即可以选择不遵从或是遵从。

相应地,在8W-25WAC-DCLED照明应用中,我们考虑两种情况,一种是应用没有功率因数要求,即不需采用PFC控制器,另一种是要求采用PFC控制器。在不需要PFC的应用中,我们假定输入电压规格为90~132Vac或180~264Vac(或通用输入),能效达85%,提供短路保护及开路保护等保护特性,输出电流为350mA、700mA及1A恒流,相应地可以采用安森美半导体的NCP1028或NCP1351。

其中,NCP1028是一款增强型单片开关稳压器,适用于在通用主电源输入的应用中提供数瓦至15W的输出功率。NCP1028的导通阻抗比NCP101x更低,提供800mA峰值电流,具备NCP101x的诸多特性,此外还提供过功率保护、内置斜坡补偿及输入欠压保护等特性。NCP1351则是一款固定导通时间、可变关闭时间脉宽调制(PWM)控制器,适用于成本至关重要的低功率离线反激开关电源应用。这颗器件支持频率反走,还具有闩锁输入、自然的频率抖动、负电流感测及扩展的电源电压范围等特性。图4显示的是90至264Vac输入条件下基于NCP1351的8W-25WLED照明方案。

图4 基于NCP1351的8 W至25 W AC-DC LED照明应用电路示意图。

需要PFC的8W-25WAC-DCLED照明应用中,假定输入电压规格为90至264Vac,功率因数高于0.9,能效达80%,提供短路及过功率保护,输出电流同样有350mA、700mA和1A等不同选择。在这类应用中,可以采用安森美半导体的NCP1607或NCP1608PFC控制器。NCP1607是一款高性价比的临界导电模式(CrM)PFC控制器。这颗器件与业界标准引脚完全兼容,简化工程师的设计。可调节的过压保护(OVP)及环路开路保护等功能也增强了设计灵活性及强固性。图5展示的是NCP1607/NCP1608在85至135Vac或185至264Vac输入条件下的LED照明应用方案。

图5 基于NCP1607/8 PFC控制器的8 W-25 W AC-DC LED照明应用示意图

3)功率高于50W的AC-DCLED照明应用

在功率50W到300W的AC-DCLED应用广泛用于街道照明及大功率区域照明应用中,可以采用不同的LED驱动方案,假定其输入电压规格为90至264Vac,功率因数高于0.95,能效达90%。此类应用可以采用下述不同方案,适合不同应用要求:

NCP1652:改进型单段式PFC

NCP1607/8+NCP1377:临界导电模式PFC+准谐振电流模式PWM

NCP1607/8+NCP1396:临界导电模式PFC+半桥谐振LLC

NCP1901:最新型两段式(PFC+更高效率半桥谐振LLC)

例如,在50W-150W的AC-DCLED应用中,既可以采用NCP1652这样的改进型单段式PFC控制器,也可以结合采用NCP1607/8PFC控制器及NCP1377准谐振(QR)模式PWM控制器。其中,NCP1377结合了真正的电流模式调制器和退磁检测器,确保任何负载/线路条件下提供完整的CrM工作,并确保最低的漏电压开关(准谐振工作)。NCP1652驱动带有可编程死区时间的信号,支持有源钳位或同步整流,提供优化的能效。这颗器件还具有输入欠压保护、过压保护、过流保护等保护特性,支持频率抖动、跳周期及临界导电模式(CrM)/不连续导电模式(DCM)工作。基于NCP1652、采用85至135Vac或185至264Vac输入的50W-150WAC-DCLED方案的示意图如图6所示。

图6基于NCP1652单段式PFC控制器的50W-150W AC-DC LED方案。

50W以上功率的AC-DCLED照明应用如果需要更高能效的LED电源,则需要高能效的LED照明拓扑结构,往往从反激式拓扑结构转向谐振半桥拓扑结构,以充分发挥零电压开关(ZVS)技术的优势。NCP1396及NCP1901均是安森美半导体开发的LED电源用高能效半桥谐振方案。图7显示的是基于NCP1901的最新型PFC+谐振半桥LED驱动器方案,输入电压为90至264Vac,功率100W至300W,其中半桥段工作在固定频率以及固定占空比,用于降低开关损耗。

图7基于NCP1901的100W-300 W AC-DC LED照明方案

2、DC-DCLED照明方案

采用DC-DC电源供电的LED照明应用中,常见具体应用包括1W-3W MR11/MR16降压LED灯泡、1W-20W升压LED驱动器和20W-60W大功率LED驱动器。

其中,在1W-3WDC-DCLED照明应用中,可以采用安森美半导体的CAT4201降压LED驱动器,这颗器件兼容于12V及24V系统,提供达350mA的LED驱动电流,能够在24V系统中驱动7个串联的LED,能效高达94%。这颗器件采用有专利的开关控制架构,帮助降低系统成本,支持CrM工作并提升能效。CAT4201还提供限流、热保护及LED开路保护等全面的保护特性。这颗器件在1W-3WDC-DCLED应用中的电路示意图如图8所示。

图8基于CAT4201的1 W-3 W DC-DC LED方案。

而在功率范围达1W-20W的DC-DC升压LED应用中,可以采用安森美半导体的NCP3065/6或NCV3065/6(汽车应用版本)降压、升压、单端初级电感转换器(SEPIC)及逆变多模LED驱动器,并选择其中的升压电路模式。另外,功率范围达20W-60W的DC-DC降压LED应用中可以采用安森美半导体的NCP1034同步降压PWM控制器。

3、LED手电筒驱动方案

手电筒DC-DCLED照明方案包括升压型及降压型两种。1W-3W的升压型DC-DCLED手电筒应用中可以采用带真关闭功能的NCP1421升压DC-DC转换器,而1W-3W的降压LED手电筒应用中可以采用NCP1529低压降压转换器,二者的应用示意图见图9。

图9基于NCP1421及NCP1529的LED手电筒升压和降压方案

4、总结

安森美半导体是全球领先的高性能、高能效硅方案供应商,提供涵盖1至数百瓦功率范围的LED照明驱动及PFC解决方案。无论是采用AC-DC电源、DC-DC电源或是LED手电筒所采用的电池的LED照明驱动器,安森美半导体都能提供给客户对低成本、高性价比、高能效或是选择是否需要PFC的不同要求的LED照明驱动器方案。


— END —

声明:以上文章内容整理于网络,如涉及到版权问题,请第一时间与我们联系


点个在看你最好看

电子芯期天 致力于分享各种电子电路开发设计资料及经验.
评论
  • 首先在gitee上打个广告:ad5d2f3b647444a88b6f7f9555fd681f.mp4 · 丙丁先生/香河英茂工作室中国 - Gitee.com丙丁先生 (mr-bingding) - Gitee.com2024年对我来说是充满挑战和机遇的一年。在这一年里,我不仅进行了多个开发板的测评,还尝试了多种不同的项目和技术。今天,我想分享一下这一年的故事,希望能给大家带来一些启发和乐趣。 年初的时候,我开始对各种开发板进行测评。从STM32WBA55CG到瑞萨、平头哥和平海的开发板,我都
    丙丁先生 2024-12-11 20:14 73浏览
  • 我的一台很多年前人家不要了的九十年代SONY台式组合音响,接手时只有CD功能不行了,因为不需要,也就没修,只使用收音机、磁带机和外接信号功能就够了。最近五年在外地,就断电闲置,没使用了。今年9月回到家里,就一个劲儿地忙着收拾家当,忙了一个多月,太多事啦!修了电气,清理了闲置不用了的电器和电子,就是一个劲儿地扔扔扔!几十年的“工匠式”收留收藏,只能断舍离,拆解不过来的了。一天,忽然感觉室内有股臭味,用鼻子的嗅觉功能朝着臭味重的方向寻找,觉得应该就是这台组合音响?怎么会呢?这无机物的东西不会腐臭吧?
    自做自受 2024-12-10 16:34 173浏览
  • 全球智能电视时代来临这年头若是消费者想随意地从各个通路中选购电视时,不难发现目前市场上的产品都已是具有智能联网功能的智能电视了,可以宣告智能电视的普及时代已到临!Google从2021年开始大力推广Google TV(即原Android TV的升级版),其他各大品牌商也都跟进推出搭载Google TV操作系统的机种,除了Google TV外,LG、Samsung、Panasonic等大厂牌也开发出自家的智能电视平台,可以看出各家业者都一致地看好这块大饼。智能电视的Wi-Fi连线怎么消失了?智能电
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:33 53浏览
  • 时源芯微——RE超标整机定位与解决详细流程一、 初步测量与问题确认使用专业的电磁辐射测量设备,对整机的辐射发射进行精确测量。确认是否存在RE超标问题,并记录超标频段和幅度。二、电缆检查与处理若存在信号电缆:步骤一:拔掉所有信号电缆,仅保留电源线,再次测量整机的辐射发射。若测量合格:判定问题出在信号电缆上,可能是电缆的共模电流导致。逐一连接信号电缆,每次连接后测量,定位具体哪根电缆或接口导致超标。对问题电缆进行处理,如加共模扼流圈、滤波器,或优化电缆布局和屏蔽。重新连接所有电缆,再次测量
    时源芯微 2024-12-11 17:11 109浏览
  • 天问Block和Mixly是两个不同的编程工具,分别在单片机开发和教育编程领域有各自的应用。以下是对它们的详细比较: 基本定义 天问Block:天问Block是一个基于区块链技术的数字身份验证和数据交换平台。它的目标是为用户提供一个安全、去中心化、可信任的数字身份验证和数据交换解决方案。 Mixly:Mixly是一款由北京师范大学教育学部创客教育实验室开发的图形化编程软件,旨在为初学者提供一个易于学习和使用的Arduino编程环境。 主要功能 天问Block:支持STC全系列8位单片机,32位
    丙丁先生 2024-12-11 13:15 63浏览
  • 铁氧体芯片是一种基于铁氧体磁性材料制成的芯片,在通信、传感器、储能等领域有着广泛的应用。铁氧体磁性材料能够通过外加磁场调控其导电性质和反射性质,因此在信号处理和传感器技术方面有着独特的优势。以下是对半导体划片机在铁氧体划切领域应用的详细阐述: 一、半导体划片机的工作原理与特点半导体划片机是一种使用刀片或通过激光等方式高精度切割被加工物的装置,是半导体后道封测中晶圆切割和WLP切割环节的关键设备。它结合了水气电、空气静压高速主轴、精密机械传动、传感器及自动化控制等先进技术,具有高精度、高
    博捷芯划片机 2024-12-12 09:16 85浏览
  • 一、SAE J1939协议概述SAE J1939协议是由美国汽车工程师协会(SAE,Society of Automotive Engineers)定义的一种用于重型车辆和工业设备中的通信协议,主要应用于车辆和设备之间的实时数据交换。J1939基于CAN(Controller Area Network)总线技术,使用29bit的扩展标识符和扩展数据帧,CAN通信速率为250Kbps,用于车载电子控制单元(ECU)之间的通信和控制。小北同学在之前也对J1939协议做过扫盲科普【科普系列】SAE J
    北汇信息 2024-12-11 15:45 112浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-11 17:58 86浏览
  • RK3506 是瑞芯微推出的MPU产品,芯片制程为22nm,定位于轻量级、低成本解决方案。该MPU具有低功耗、外设接口丰富、实时性高的特点,适合用多种工商业场景。本文将基于RK3506的设计特点,为大家分析其应用场景。RK3506核心板主要分为三个型号,各型号间的区别如下图:​图 1  RK3506核心板处理器型号场景1:显示HMIRK3506核心板显示接口支持RGB、MIPI、QSPI输出,且支持2D图形加速,轻松运行QT、LVGL等GUI,最快3S内开
    万象奥科 2024-12-11 15:42 88浏览
  • 习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-12 10:13 40浏览
  • 应用环境与极具挑战性的测试需求在服务器制造领域里,系统整合测试(System Integration Test;SIT)是确保产品质量和性能的关键步骤。随着服务器系统的复杂性不断提升,包括:多种硬件组件、操作系统、虚拟化平台以及各种应用程序和服务的整合,服务器制造商面临着更有挑战性的测试需求。这些挑战主要体现在以下五个方面:1. 硬件和软件的高度整合:现代服务器通常包括多个处理器、内存模块、储存设备和网络接口。这些硬件组件必须与操作系统及应用软件无缝整合。SIT测试可以帮助制造商确保这些不同组件
    百佳泰测试实验室 2024-12-12 17:45 53浏览
  • 全球知名半导体制造商ROHM Co., Ltd.(以下简称“罗姆”)宣布与Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited(以下简称“台积公司”)就车载氮化镓功率器件的开发和量产事宜建立战略合作伙伴关系。通过该合作关系,双方将致力于将罗姆的氮化镓器件开发技术与台积公司业界先进的GaN-on-Silicon工艺技术优势结合起来,满足市场对高耐压和高频特性优异的功率元器件日益增长的需求。氮化镓功率器件目前主要被用于AC适配器和服务器电源等消费电子和
    电子资讯报 2024-12-10 17:09 99浏览
  • 近日,搭载紫光展锐W517芯片平台的INMO GO2由影目科技正式推出。作为全球首款专为商务场景设计的智能翻译眼镜,INMO GO2 以“快、准、稳”三大核心优势,突破传统翻译产品局限,为全球商务人士带来高效、自然、稳定的跨语言交流体验。 INMO GO2内置的W517芯片,是紫光展锐4G旗舰级智能穿戴平台,采用四核处理器,具有高性能、低功耗的优势,内置超微高集成技术,采用先进工艺,计算能力相比同档位竞品提升4倍,强大的性能提供更加多样化的应用场景。【视频见P盘链接】 依托“
    紫光展锐 2024-12-11 11:50 72浏览
  • 本文介绍瑞芯微RK3588主板/开发板Android12系统下,APK签名文件生成方法。触觉智能EVB3588开发板演示,搭载了瑞芯微RK3588芯片,该开发板是核心板加底板设计,音视频接口、通信接口等各类接口一应俱全,可帮助企业提高产品开发效率,缩短上市时间,降低成本和设计风险。工具准备下载Keytool-ImportKeyPair工具在源码:build/target/product/security/系统初始签名文件目录中,将以下三个文件拷贝出来:platform.pem;platform.
    Industio_触觉智能 2024-12-12 10:27 62浏览
  • 在智能化技术快速发展当下,图像数据的采集与处理逐渐成为自动驾驶、工业等领域的一项关键技术。高质量的图像数据采集与算法集成测试都是确保系统性能和可靠性的关键。随着技术的不断进步,对于图像数据的采集、处理和分析的需求日益增长,这不仅要求我们拥有高性能的相机硬件,还要求我们能够高效地集成和测试各种算法。我们探索了一种多源相机数据采集与算法集成测试方案,能够满足不同应用场景下对图像采集和算法测试的多样化需求,确保数据的准确性和算法的有效性。一、相机组成相机一般由镜头(Lens),图像传感器(Image
    康谋 2024-12-12 09:45 75浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦