LED灯泡电源和控制电路设计

2019-11-14 16:28字体:
  

  的固态灯。此外,这种灯具还包括电源转换电子器件(直流/交流)、LED的驱动芯片、用于热控的散热片和优化灯光质量的器件。由于LED灯泡需要在外形因素上做到与目前的白炽灯和卤素灯泡兼容,因此它们将具有一个直流/交流

  直接连接到交流电源(如120/250VACrms)的设备可能会因灯泡内部元件或电路故障导致的短路和过载情况而损坏。除此之外,雷击浪涌或负荷开关瞬变(产生于灯泡外部)能够造成电压尖峰或环形波,给元件造成压力并最终导致损坏,从而使灯泡报废。鉴于LED灯泡的价值定位不仅仅是降低能源消耗,还有更长的使用寿命,在消除因电气环境促使的现场故障中考虑瞬态电压保护将是至关紧要的。而且,LED对高温极为敏感,应不得超过85℃。将LED和LED驱动板的温度控制在这个水平之下对于它们的使用寿命来说极为重要。

  LittELfuse可以提供完善的交流线路接口保护,以及在直流端的瞬态保护。LED灯泡电源和控制电路内部的不同元件和系统的概况,请参见图1.

  lfuse交流保险丝能够提供在短路和过载条件下的安全保护。它们在外形因素、电流额定值、额定电压、断流容量和安装选项上有广泛的选择范围,为设计工程师在设计上提供了灵活性。在整个电源输入上的金属

  压敏电阻(MOV)提供过压钳位保护。它们的性价比高,且能最大程度地减少可能通入下游电子器件的瞬态电能。金属氧化物压敏电阻的选择基于一系列参数,包括额定电压、峰值脉冲电流、器件尺寸和导线配置。Littelfuse提供的压敏电阻其器件直径小至5毫米以及表面贴装CH系列,这使得它们可以在空间受限的LED灯泡的供电部位使用。MOV和保险丝需要形成一种协调的解决方案,以至于熔断保险丝元件所需的电能(也称为“i2t”值)足够高,能在浪涌电压条件下允许MOV起作用,而不会使保险丝跳闸。换句话说,在浪涌电能钳制和耗散的条件下,保险丝不应打开。它只应在过载或短路情况发生时跳闸。

  即使在交流输入中具有压敏电阻,也有电路在浪涌事件中不能幸免的实例。在这些情况下,可以在倒相极的输入电路添加一个。再次参考图1,这个TVS二极管针对瞬变提供了二级保护。从压敏电阻上“允许通过”的电能将被这个TVS二极管进一步减少到不会使电路失效的水平。

  在外形因素、空间限制、电气参数和成本方面,Littelfuse提供的保险丝、金属氧化物压敏电阻和TVS二极管可有多种选择。

  Littelfuse的保险丝、金属氧化物压敏电阻和TVS二极管在帮助电灯

  商通过一些重要的法规和安全标准上起着关键作用。在为一些室内商业照明,以及道路、停车场和车库照明建立统一的性能和安全标准上,美国正起着带头作用。美国环保署(EPA)的能源之星浪涌规范适用于PAR30/PAR38/A-19/MR16/烛台灯/G球形灯/R反射型LED灯。下文论及了这些规范。●对于整体LED灯的能源之星程序要求(适用于美国)*参考ANSI/IEEE C.62.41-1991,A类操作(83A)。

  ●IEC 61547普通照明用设备--电磁兼容抗扰度要求(适用于欧洲、亚洲和加拿大)*参考IEC61000-4-5浪涌抗扰度

  ;10次冲击。*对于低于25瓦的灯具:500V/250A;线A;线:美国能源部(DOE)关于浪涌测试的要求。

  通常,工程师在鉴定过程中想要对他们的应用和保护方案进行测试。对于缺少内部浪涌测试设备的,Littelfuse的实验室设施可供使用以验证他们的应用设计。这种测试可以尽可能地在早期发现问题,并得到及时纠正以避免任何现场问题的发生。

  在为一些室内商业照明,以及道路、停车场和车库照明建立统一的性能和安全标准上,美国正起着带头作用。美国能源部(DOE)的市政固态路灯联盟已经发布了一项关于所有城市和直辖市使用的LED道路灯具的模板规范,详细列出了性能、安全性和浪涌抗扰度的规范。这些城市和直辖市所进行的更换和改造努力将需要大量的初始资本的前期投资。目前,LED灯具的成本几乎是现阶段高压钠灯的一倍。然而,他们的使用寿命预计将近100,000小时,这又几乎是高压钠灯的4倍。美国能源部的目标是通过建立强有力的安全性和浪涌标准以保护这些城市所做的LED灯具投资,以使得这些灯具可以在无任何维护的情况下至少维持5年时间。

  在交流电源电路中低压(1000V或更低)浪涌的特性描述上,美国能源部的要求和IEEE C.62.41-2002和IEEE的推荐实施规程是类似的,只有一些小的差异。类别对应的是LED灯具的物理位置,是置于室内还是室外。例如归于类别C(高或低)中的户外灯具更容易受到雷击,因此要进行最为严格的浪涌抗扰度测试。下面按类别对这些的相关测试做了总结。

  元件对于通过美国能源部建议的浪涌抗扰度波形测试来说尤为重要。由脉冲(如:6kV/3kA)产生的以A2s衡量的浪涌能量(i2t)是一个关键的参数。所考虑的保险丝脉冲周期承受能力以及其熔断能量(i2t)应与波形的浪涌能量进行协调。金属氧化物压敏电阻的选择也应基于浪涌电流(如:3kA)、抗重复浪涌能力、额定电压和钳位电压。

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  86是一款针对隔离式恒流LED驱动器的功率因数校正反激式控制器。控制器以准谐振模式操作以提供高效率。由于采用了一种新颖的控制方法,该器件能够从初级侧紧密调节恒定的LED电流。这消除了对次级侧反馈电路,其偏置和光耦合器的需求。该器件与最少数量的外部元件高度集成。内置强大的安全保护套件以简化设计。该器件专门用于非常紧凑的节省空间的设计,并支持模拟和数字调光,具有两个专用的调光输入控制,是智能LED照明应用的理想选择。 特性 优势 集成HV启动电流源 快速启动,低待机功耗&宽输出操作范围 数字PSR CC循环控制 恒定亮度调节 - 数字PSR CV循环控制 在低温条件下良好的启动性能 数字PFC循环算法 超过0.9半负载230 Vac时PF和半负载通用输入时THD低于10% Valley Lock out和Frequency Foldback 在宽输入和输出范围内实现高效率 模拟输出的模拟/ PWM调光输入信号处理 精确调光CC容差,宽工作范围,无可闻噪声 可选调光曲线 线性调光曲线(L)和Qdratic调光c urve(S) 辅助二极管和输出短路保护 避免故障情况...

  PWM控制器集成了在单个芯片上构建脉冲宽度调制(PWM)控制电路所需的所有功能。该器件主要设计用于电源控制,为系统工程师提供了灵活性,可根据特定应用定制电源控制电路。 TL594 PWM控制器包含两个误差放大器,一个片内可调振荡器,死区时间控制(DTC)比较器,脉冲转向控制触发器,精度为1.5%的5V稳压器,欠压锁定控制电路和输出控制电路。 误差放大器的共模电压范围为-0.3 V至VCC-2 V.DTC比较器具有固定偏移,可提供约5%的死区时间。可以通过将RT端接到参考输出并为CT提供锯齿输入来旁路片上振荡器,或者它可以用于驱动同步多轨电源中的公共电路。 未提交的输出晶体管提供共发射极或射极跟随器输出能力。每个器件都提供推挽或单端输出操作,并通过输出控制功能进行选择。这些器件的架构禁止在推挽操作期间输出被脉冲两次的可能性。欠压锁定控制电路将输出锁定,直到内部电路工作。 TL594CD,CN,CDTB的工作温度范围为-40℃至85℃。 特性 优势 PWM降压控制器配置 在buck配置中使用简单 变频操作(最高300 KHz) 优化系统规模和效率 完整脉冲宽度调制控制电路 具有主机或从机操...

  PWM控制器集成了在单芯片上构建脉冲宽度调制(PWM)控制电路所需的所有功能。该器件主要设计用于电源控制,可灵活地为特定应用定制电源控制电路。 TL494 PWM控制器包含两个误差放大器,一个片内可调振荡器,一个死区时间控制(DTC)比较器,一个脉冲转向控制触发器,一个5 V,5%精度稳压器和输出控制电路。 误差放大器的共模电压范围为-0.3 V至VCC -2 V.死区时间控制比较器具有固定偏移,可提供约5%的死区时间。通过将RT端接到参考输出并为CT提供锯齿输入,或者它可以驱动同步多轨电源中的公共电路,可以旁路片内振荡器。 未提交的输出晶体管提供共射极或射极跟随器输出能力。该PWM控制器提供推挽或单端输出操作,可通过输出控制功能进行选择。该器件的架构禁止在推挽操作期间输出均为脉冲两次。 TL494C PWM控制器的工作温度范围为0C至70C。 TL494I的特点是工作温度范围为-40℃至85℃。 TL494B的特点是工作温度范围为-40℃至125℃。 NCV494B的特点是-40C至125C,并通过汽车应用认证。 特性 优势 变频操作(最高200 KHz) 优化系统规模和效率 PWM降压控制器配置 在buck配置中使用简...

  3是一款可调输出非同步升压控制器,用于驱动外部N沟道MOSFET。该器件采用峰值电流模式控制和内部斜率补偿。该IC集成了一个内部稳压器,为栅极驱动器提供电荷。保护功能包括内部设置软启动,欠压锁定,逐周期电流限制和热关断。其他功能包括低静态电流睡眠模式和外部同步开关频率。 特性 优势 具有内部斜率补偿的峰值电流模式控制 LED PWM调光能力 0.2 V 2%参考电压恒流负载 宽输入电压和负载范围内的良好瞬态响应 宽输入电压范围为3.2 V至45 V 精确的电流/电压调节 输入欠压锁定 适用于各种各样的应用程序 内部软启动 禁用启动在欠压条件下 睡眠模式下的低静态电流 降低浪涌电流 逐周期电流限制保护 电流非常低 打嗝模式过流保护 防止过电流情况 热关机 热保护IC 应用 终端产品 LED照明,背光,前照灯 启停系统 升压,SEPIC(非反相降压升压) 直接注气 汽车系统 电路图、引脚图和封装图...

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