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初级侧调节提高照明效率
  为到达高亮度LED对于高可靠度、小体积、高发光效率、低耗电量及低本钱的要求,业界现已开发出PSR操控器调配高亮度led驱动器计划。PSR操控器杰出的恒流技能,能准确供给恰当的电压与电流,前进LED运用寿数,此外,透过PSR高整合度计划,也可进一步缩小LED驱动器与PCB体积,因而开始在产业界崭露矛头。
  完成低功耗和高功率技能备受全球关注,由于照明运用占了全球近20%的耗电量,所以照明技能的前进,也会对能源状况发生巨大的影响。发光二极管(LED)固态照明(SSL)是一种环保技能,具有出色的外形尺度、运用寿数长、转化功率高,且功耗比传统的白炽灯低80%或90%。
  在LEDSSL中,LED驱动器扮演着重要的角色,因为要靠它来供给保持稳定亮度所需的准确电流。不过,传统的LED驱动器计划选用次级回馈电路来驱动LED的电压和电流,但次级回馈电路却会导致本钱和尺度的添加。
  本文将介绍一种初级侧调理(PSR)专利技能,PSR操控器无需次级端回馈电路,即可以准确调理变压器初级侧中LED驱动器的电压和电流。它一起包括频率抖动功用来下降电磁干扰(EMI),以及轻载待机模式来减小待机损耗。运用该计划,PSR充电器可以完成比振铃扼流圈转化器(RCC)和传统脉冲宽度调变(PWM)等传统规划更小的外形尺度、更低的待机功耗和更高的功率。
初级侧调节提高照明效率
  LED照明具有诸多优势,但若没有恰当的电压和准确的电流,这些组件的寿数不只会缩短,其功耗和热耗也会添加,最终对LED造成无法挽回的损害。考虑到LED与一般二极管在物理特性方面同样具有斜率很大的V-I曲线,因而LED的作业电压对作业电流相当灵敏,若改变很大,便会影响HBLED单元的寿数,因而LED的电流对照明非常重要。在这种情况下,对HBLED的寿数而言,带有出色恒流技能的PSR就显得既重要又有利。LED驱动器一般选用非阻隔降压转化器或阻隔反激式(Flyback)转化器。
  在传统的LED操控电路中,脱机稳定输出电流LED驱动器可运用阻隔反激式转化器合作次级侧电路调理输出电流来完成(图1)。在此,LED电流通过次级侧的一个感应(Sense)电阻Ro来丈量,并凭借光耦合器供给有必要的回馈信息。光耦合器在初级侧和次级侧之间构成阻隔,并把反应信号耦合到初级侧的PWM操控器,为了到达更好的输出调理,PWM操控器运用光耦合器接收次级侧的反应信号,以决议金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET)的作业周期。
  此计划可供给准确的电流操控,但缺点是组件数目较多,意味着需求更大的电路板空间、更高的本钱,且可靠性也较低。一起,感应电阻Ro还会添加功耗和下降恒流调理电源功率。近来,LED驱动器的功率和节能要求变得愈益重要,一起LED运用也需求更小的尺度,因而传统电路不再满意相关要求。本文将介绍一种可以削减组件数目并前进功率的初级侧操控办法。
  传统次级端调理反激式LED驱动器
  PSR技能是把脱机LED驱动器的本钱降至最低的最佳解决计划,它毋须在次级侧运用光耦合器,就可以供给准确的电流操控。PSR的基本原理是选用一种创新性办法,运用参阅线圈替代次级侧的光耦合器来检测输出信息。图2所示为一个选用初级侧操控器的反激式转化器的基本电路示意图及其首要作业波形。
  传统次级端调理反激式LED驱动器
  当PSR操控器导通MOSFET时,变压器电流iP将线性地从零添加到ipk,如算式(1)。在导通期间,能量贮存至变压器中。当MOSFET关断时(toff),贮存在变压器中的能量会藉由输出整流器传送到功率转化器的输出端,在此期间,输出电压VO和二极管的正向电压VF被反射到参阅线圈NAUX,参阅线圈NAUX上的电压可由算式(2)表明。这时可运用一种专有的取样技能来对反射电压进行取样,由于输出整流器的正向电压变得稳定,故可获得相关输出电压信息,然后,取样得到的电压与准确的参阅电压进行比较,构成一个电压回路,然后确认MOSFET的导通时刻,并准确调理稳定输出电压。
  上述算式中,LP为变压器初级线圈的电感;VIN为变压器的输入电压;ton是MOSFET的导通时刻;NAUX/NS为参阅线圈与次级输出线圈的匝数比;VO是输出电压;VF是输出整流器的正向电压。这种采样计划也使得变压器的放电时刻(tdis)加倍,如图2所示,输出电流IO与变压器的次级侧电流有关。IO还可运用ipk、tdis求得,如算式(3)所示。PSR操控器运用这个结果来确认MOSFET的导通时刻,并调理稳定输出电流。感应电阻RSENSE用来调理输出电流的数值。
  在此,tS是PSR操控器的开关周期;NP/NS是初级线圈和次级输出线圈的匝数比;RSENSE为感测电阻,把变压器的开关电流转化为电压VCS。
  高整合PSR操控器计划完成小体积/低本钱HBLED系统规划
  这儿运用一个HBLED驱动器来驱动三个串联HBLED,输出规格为12伏特/0.35安培。若选用整合一个PSR操控器和一个600伏特/1安培MOSFET的PSR操控器FSEZ1016A,将有助于削减外部组件数目、缩小印刷电路板(PCB)MOSFET驱动器电路的信号噪声,还可以削减干扰。而专有的绿色模式功用可在轻载和无载条件下,供给非导通时刻调制,以线性下降PWM频率,使待机功耗最小化,然后轻松满意大多数绿色规范的要求。此外,其内置抖频功用也进一步前进EMI功能。
  实验显现选用此办法,恒流(CC)调理精度可达1.8%,折回(Fold-back)电压为4伏特(图3),适用很大的正电压(VDD)规模,且CC能力与输出电压有关。115Vac输入时功率为77.66%、230Vac输入时功率为77.40%及空载时最大功率为0.115瓦。由此可见,运用FSEZ1016A便可以获得一个外部组件最少、本钱最低的照明解决计划。
  随着产业界对高能效电子产品开发投入更多,照明运用需求创新性技能来替代传统白炽灯和卤素灯。HBLED的优势在于尺度小、亮度高、寿数长,而且环保。
  这些优势都是推进该产品逐渐替代传统照明产品的有利要素。为了前进HBLED的能力,操控电路有必要运用恒流来完成LED驱动。本文介绍的PSR专利技能,只须运用PSR操控器,就可以准确调理变压器初级侧中LED驱动器的电压和电流,无需次级侧反应电路,然后完成尺度更小、寿数更长和更环保的产品。实验显现PSR可以供给1.8%的恒流调理精度。这种PSR技能是下降脱机LED驱动器本钱的最佳解决计划。