大功率LED照明電源設(shè)計(jì)方案
美國“能源之星”等規(guī)范要求在任何功率電平上的離線式(off-line)LED照明電源具有高功率因數(shù)和高能效。對于普通照明用低功率LED驅(qū)動電源,采用基于專用控制器IC的單級功率因數(shù)校正(PFC)反激式電路拓?fù)涫亲罨镜慕鉀Q方案。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是只使用一個(gè)功率開關(guān),無需使用高壓電解電容器。對于100~200W的LED照明電源,人們通常采用PFC+反激式兩段式電路架構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是PFC升壓變換器被置于反激式轉(zhuǎn)換器的前端,PFC與反激式轉(zhuǎn)換器各使用一個(gè)功率開關(guān)。而對于200W以上的大功率LED照明電源供應(yīng)器,上述兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并不適用。行之有效的解決方案是選擇PFC與其電感-電感-電容(LLC)相結(jié)合的電路架構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)高效率,主變壓器二次側(cè)可以采用同步整流方案。在這里介紹一種采用這種方案的350W LED照明電源設(shè)計(jì)實(shí)例,以供讀者參考。
1 系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格與基本架構(gòu)
1.1 350W LED驅(qū)動電源技術(shù)規(guī)格
(1)輸入規(guī)格
AC輸入電壓:85~264 Vac;
AC最大輸入電流:5A;
線路功率因數(shù)PF:》0.95(230Vac,滿載);
AC電源頻率:47~63Hz;
效率:》92%(230Vac,滿載);
工作溫度:50℃;
工作環(huán)境:密閉;
散熱方式:無風(fēng)扇自然冷卻。
(2)輸出規(guī)格
輸出電壓Uo:36~40V;
輸出電流Io:5~10A;
電壓紋波:≤0.3V;
電流紋波:《0.1A;
控制模式:恒定電壓/恒定電流。
1.2 系統(tǒng)組成方框圖
350W LED照明電源主要由EMI濾波器、基于連續(xù)導(dǎo)電模式(CCM)功率因數(shù)控制器CM6807的PFC升壓變換器、基于CM6900的LLC諧振半橋變換器及同步整流器等部分組成,圖1為其基本架構(gòu)方框圖。
2 實(shí)際電路
基于CM6807和CM6900的350W LED照明電源電路如圖2所示。我們對系統(tǒng)中各個(gè)單元電路作簡要介紹。
2.1 PFC升壓變換器與輔助電源
350W LED照明電源的PFC升壓變換器與輔助電源電路如圖2(a)所示。
(1)輸入級電路
輸入級電路由EMI濾波器和橋式整流器組成。在圖2(a)中,電容C3、C4、C5和C11~C14及電感元件T1、T2等,構(gòu)成輸入EMI濾波器;BR1為橋式整流器;FU1為保險(xiǎn)絲;RT1為NTC熱敏電阻。EMI濾波器被用作限制和衰減共模與差模噪聲,RT1用作限制系統(tǒng)啟動時(shí)因?qū)Υ箅娙軨7充電引起的浪涌電流。
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