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驱动器电压线性英飞凌高效LED照明解决方案

摘要:在大功率通用照明应用中,由于LED制造所导致的正向压降的离散性和散热问题,要求LED照明解决方案采用高度精确、高效和高可靠性的电源。本文介绍了英飞凌专为LED照明应用而开发的电源解决方案。
  英飞凌的LED(发光二极管)照明解决方案采用了PFC(功率因数控制器)+LLC(逻辑链路控制)+线性驱动器双级拓扑,并实现了反馈控制。主级由PFC + LLC构成,充当交流-直流转换器,次级由线性LED驱动器BCR450 + hqew.com/tech/detail/BDP947.html" target="_blank">BDP947功率晶体管构成,作为LED恒流源。借助8位微控制器,该方案不仅具备保护、调光、智能控制和通信等功能,而且更提高了线性LED驱动器的效率。


  该方案避免了使用单一稳压输出时遇到的多通道LED之间电流不平衡及开关模式LED驱动器要求使用更多外置元件而产生的产品稳定性问题。它降低了产品成本,提高了稳定性。更为重要的是,线性LED驱动器不会产生电磁干扰。此外,该解决方案在次级端未使用电解电容,从而延长了使用寿命。
  在主级利用升压转换器拓扑,借助TDA4863-2G IC(集成电路)来提供功率因素校正;这个PFC可驱动高压MOSFET,提供400V DC输出电压。
  ICE2HS01G IC是一个高性能脉冲频率调制谐振控制器,确切地讲,是一个半桥LLC谐振转化器。它以50%的占空比工作,支持两个主用栅极驱动,并实现了180°相移。它结合脉冲晶体管、驱动器IC以及主侧和次侧MOSFET,共同降低直流电压。
  利用集成了MOSFET的固定频率电流模式PWM控制器——集成式功率IC CoolSET? F3R ICE3BR4765J,实现了辅助反激式转换器。它为微控制器运行提供了5V直流电源,为线性LED驱动器运行提供了12V直流电源。


  线性LED驱动器BCR450经专门设计,具备诸如±1.5%的高输出电流精度、过流保护、过压保护和保护LED免受热过载损害等特性,适用于大电流通用照明应用。
  BCR4 5 0 结合外置功率晶体管BDP947,提供了高达每通道2000mA的恒定LED电流。可以利用外置检测电阻, 调节该输出电流。归功于功率晶体管和检测电阻的低电压降(~0.6V),该解决方案具有很高的效率。利用线性L E D 驱动器BCR450,不会产生电磁干扰问题,也不需要电解电容,降低了产品成本,提高了使用寿命。
  独立式多通道拓扑提高了LED灯具的设计灵活性。将LED驱动电源和驱动器运行电源分隔开,则进一步提高了灵活性。直流输入电压范围在数十伏特到百伏特之间。这有助于降低系统成本,提高系统效率。


  英飞凌的8位微控制器将监视所有通道上的功率晶体管和检测电阻的电压降,评估通道效率,并生成相应占空比的PWM(脉宽调制)反馈信号发送给主级LLC。简单的RC滤波电路将该PWM信号转换为直流电平,作为LLC的参考电压。根据参考电压,LLC将调节直流输出电压。在48V直流输入电压条件下,这种经优化的输出电压可将线性LED驱动器的效率显着提高至98%。


  与此同时,微控制器向线性驱动器BCR450提供PWM输出(最多6个PWM通道),可支持调光操作,以调节LED的亮度。它还允许单独的开关控制,以避免因一个通道发生故障而关断整个电源。


  下面列出了英飞凌120W LED路灯演示/参考设计特性:
  ● 具备反馈控制的双级电源拓扑;
  ● 电源电压:90 ~270 VAC;
  ● 输出电压:37~48 VDC;
  ● 输出电流:4个通道× 700 mA(最多8个通道,240W);
  ● 功率因数 > 0.95;
  ● PWM调光范围:25% ~ 100%;
  ● 总体功率效率高于91%;
  ● 次侧不产生电磁干扰;
  ● 开路和短路保护以及自动检测。

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