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近年來,世界上許多國家制定了分階段淘汰白熾燈泡的政策。例如,中國計(jì)劃于2015年60歲W 用白熾燈泡淘汰上述普通照明。熒光燈和緊湊型熒光燈。(CFL)能效高于白熾燈,但含有劇毒汞,存在環(huán)保顧慮。相比之下,近年來具有環(huán)保優(yōu)勢和成本穩(wěn)步下降的高亮度白光led技術(shù)已經(jīng)快速改進(jìn),如今在光輸出方面已可與CFL等待正面對抗,它還大大提高了能效,延長了使用壽命,適用于白熾燈泡的替代LED通用照明應(yīng)用。
LED燈泡的驅(qū)動(dòng)挑戰(zhàn)和常見的驅(qū)動(dòng)方法
大多數(shù)LED它是最適合恒定電流驅(qū)動(dòng)的低壓器件。在一般照明應(yīng)用中發(fā)揮最大作用LED節(jié)能優(yōu)勢要采用合適的優(yōu)勢LED驅(qū)動(dòng)電路。
以LED燈泡為例,典型的LED燈泡包含LED陣列、驅(qū)動(dòng)電路、散光罩、散熱器、螺旋燈頭等主要部件。在驅(qū)動(dòng)電路方面,能效高LED驅(qū)動(dòng)器IC這無疑是重點(diǎn)。LED燈泡形狀固定,散熱有限,效率高LED驅(qū)動(dòng)有助于將更多的電能轉(zhuǎn)化為光能,幫助散熱。另外,因?yàn)長ED燈泡空間有限,因此必須減小驅(qū)動(dòng)電子電路的尺寸,以增加剩余空間,同時(shí)增加散熱
器面積;特別是大功率燈泡。不僅如此,LED快速變化,提供多種選擇LED驅(qū)動(dòng)器的選擇也構(gòu)成了挑戰(zhàn)。出于安全規(guī)則,LED在選擇等因素時(shí),設(shè)計(jì)師還必須考慮是采用隔離還是非隔離拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)LED選擇驅(qū)動(dòng)器。
1:典型LED燈泡剖視
一種常見的LED驅(qū)動(dòng)器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是隔離反向(見2)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅可以提供電氣安全隔離,還可以提供電氣安全隔離LED串要求的電流進(jìn)行穩(wěn)流。安全低壓次級(jí)端的電路感測LED電流和電壓,并在安全界限內(nèi)提供反饋信號(hào),以控制電源轉(zhuǎn)換過程。二次端元件包括偏置電路、雙操作放大器、精確參考、反饋光耦合和監(jiān)控LED過壓保護(hù)故障的電流和電壓感應(yīng)電阻。
2.常見驅(qū)動(dòng)LED隔離型反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
這種經(jīng)典方案的優(yōu)缺點(diǎn)并存。例如,它可以很容易地實(shí)現(xiàn)高精度的穩(wěn)定流量,并在工作范圍廣、制造差異大的情況下可靠地工作。然而,該方案的二次端控制電路消耗電能,因?yàn)樵撾娔軟]有轉(zhuǎn)化為光,因此降低了能效。此外,二次端組件占用印刷電路板上的空間,增加成本。最后,如果二次端的任何組件出現(xiàn)故障,驅(qū)動(dòng)器仍然必須設(shè)計(jì)為安全,即使出現(xiàn)故障。
克服經(jīng)典方案缺點(diǎn)的新型初級(jí)穩(wěn)流技術(shù)
有利的是,設(shè)計(jì)師可以選擇新的控制架構(gòu)來滿足要求LED穩(wěn)流功能從次級(jí)端轉(zhuǎn)移到初級(jí)端,即采用初級(jí)端穩(wěn)流(PSR)技術(shù)(也稱初級(jí)控制),見3。初級(jí)端穩(wěn)流方案不需要光耦合,次級(jí)端恒流恒壓(CCCV)控制放大器等環(huán)路元件,TL431或齊納參考、偏置穩(wěn)壓器、電流感應(yīng)電阻、過壓保護(hù)電壓感應(yīng)等,同時(shí),在初始端保持高穩(wěn)流精度。這提供了減少元件數(shù)量和簡化PCB布線,節(jié)省電路板空間,簡化LED選擇、提高能效、輕松符合安全規(guī)定等諸多優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),設(shè)計(jì)師可以消除16到18個(gè)或更多的部件,占據(jù)寶貴的電路板空間A19 LED燈泡等應(yīng)用尤為重要。
三、新穎的初級(jí)端穩(wěn)流技術(shù)省去了二級(jí)端控制,提供了多種應(yīng)用優(yōu)勢。
安森美半導(dǎo)體采用初級(jí)穩(wěn)流技術(shù)NCL3008x系列LED驅(qū)動(dòng)功能及優(yōu)點(diǎn)
安森美半導(dǎo)體NCL3008x一系列準(zhǔn)諧振初級(jí)端電流模式控制器采用初級(jí)端穩(wěn)流技術(shù),為反向和非隔離降壓-升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)提供高精度恒流,非常適合LED照明應(yīng)用。NCL3008x該系列目前包括NCL30080、NCL30081、NCL30082和NCL30083.提供這些設(shè)備TSOP-6及Micro-8封裝,也可根據(jù)客戶需求提供SOIC-8封裝。NCL3008x系列提供0.8至0.9甚至更高的功率因數(shù)符合美國能源之星的輸入功率大于5 W燈泡功率因數(shù)高于0.7.這些設(shè)備的引腳數(shù)量和功能不同,分別針對不同的細(xì)分應(yīng)用,詳見表1。