半導體大功率LED照明系統解決方案

標簽：LED 照明 光源 驅動器

由于擁有更高的效率與更長的使用壽命，led的使用日益普及。因此，供電電源需要具有更高效率，至少要有與LED相同的使用壽命。美國國家半導體公司提出了一款解決方案，能夠確保效率達到90%并擁有超長的使用壽命。

就THD(總諧波失真)而言，歐洲標準EN61000-3-2對功率損耗超過25W的照明裝置有嚴格限制。此外，這些照明裝置需要滿足功率因數要求。為此，需要包含有源PFC(功率因數校正)，以確保輸入電流與輸入電壓吻合。

下文將討論LED驅動器滿足這些要求的工作原理，并對AC/DC降壓轉換器如何高效地驅動30只同串的高亮度LED進行說明。

此外，本文還將給出另外一種實現方法的結構示意圖，即采用隔離式AC/DC電源及一款具有動態余量控制的LM3464。通過避免電磁干擾，該方案具有極高效率。

簡介

LED正越來越廣泛應用于照明改造、工業照明、商業照明、街道照明以及其它眾多領域，其效率以及使用壽命已經得以證實，為提供更高可靠性，它需要一個良好的電源以滿足其需求。我們的第一個方案是由兩級構成：一個前端PFC與一個LM3445 LED驅動器。

圖一給出了結構框圖，該方案無需電流隔離并提高了工作效率。總系統效率更多地取決于AC/DC隔離變壓器。反激式PFC雖然經濟，但效率很難超過85%。在第一個方案中，在散熱裝置和LED之間使用絕緣膠層或陶瓷層進行隔離，由于變壓器無須隔離，其效率變得更高。

圖1：結構圖

該電源的主要目的是將整流AC輸入轉換為DC穩壓電流，以下是一個優化示例，示意在350mA電流下如何驅動功率達到35W的30個高亮度白光LED。該電源為LED提供了保護，限定了瞬態輸入電壓，并在熱插拔時避免了電流浪涌。總的電源一致性(電源母線諧波(EN)，電源母線干擾，國際安全標準等)全部符合歐洲標準(EN)。

下面是一個使用鎮流器對35W的T8管進行替換的示例，見圖2。在LED串開路、短路或過載的情況下，可以保護鎮流器以免發生故障。它確保了任何元件都不會在故障下過熱或燒毀，以確保設計的穩定性。

圖2：使用鎮流器時35W的T8燈管進行替換

鎮流器與T8的主要特點如下：

適用于歐洲輸入電壓范圍，但可以進一步擴展到從85VAC?265VAC的更寬范圍。

PF為0.98

輸出電流為350mA

輸出電壓為100V±20%(取決于LED VF)

母線諧波符合EN61000 - 3 - 2 C類標準要求

電磁干擾(導電性)符合EN55022 標準要求

電磁干擾(輻射)符合現行EN55022 標準要求

效率為87%

符合現行安全標準要求

被動冷卻方式

溫度范圍-20 ° C?+65 °C

使用聚合物電容器延長壽命

使用共享電流的3串90 LED LCW_G5GP-GX-6S的歐司朗T8管。

第一級PFC

大多數基本的AC/DC電源在輸入線路中都會產生諧波失真且功率因數較差，因此很難滿足歐洲標準EN - 61000 - 3 – 2的要求。該解決方案使用PFC電路，使輸入電流波形與輸入電壓波形同樣為正弦波波形。

對于鎮流器產品，則符合歐洲EN - 61000 - 3 - 2C類標準。該標準適用于所有的照明產品，包括有源輸入功率大于25W的調光設備。