如今,LED照明已确然成为一项主流技术。该项技术正日臻成熟,标志之一就是大量LED照明标准和规范的陆续出台。严格的效率要求已存在相当一段时间了,今后仍将不断提高。但近段时间,LED照明设计师的工作却更为棘手了,因为要同时满足以下两项要求:既要用针对白炽灯的调光器来实现调光控制功能,又要实现高功率因数性能。
为避免出现与可控硅调光相关的问题,LED驱动器必须满足LED负载非常不同的要求,同时还得与专为白炽灯设计的调光电路实现兼容。用于替换标准白炽灯的LED灯通常包含多个LED,确保提供均匀的光照。这些LED以串联方式连接在一起。每个LED的亮度由其电流大小决定。LED的正向电压降约为3.4 V,但通常介于2.8 V到4.2 V之间(±20%)。尽管负载变化较大,但LED灯串仍须由恒流电源提供驱动,因此必须对电流进行严格控制,以确保相邻LED灯之间具有高匹配度。
LED灯要想实现可调光,其电源必须检测可控硅控制器的可变相位角输出,并利用该信息来改变LED的恒流驱动。电路自身所产生的传导EMI必须达到最低水平,使输入滤波器尽可能地小。此外,驱动电路必须控制功率因数。
LED驱动器控制
很显然,LED驱动器采用标准反激式拓扑结构是绝对不行的,必须使用专用的LED驱动器。图5和图6可以说明这一点。
图5所示为使用 Power Integrations (PI)的TOPSwitch?-HX控制器设计的恒流输出反激式电源。输出电压由输出端的齐纳二极管决定。这样可通过光耦器向控制器提供反馈信号。TOPSwitch-HX控制器在输入C处收到电压反馈信号后,会调整集成高压功率MOSFET开关的占空比,以维持要求的输出。对于给定的负载和输入电压,电路将以固定频率和占空比进行工作。
可以对电路进行配置,使其提供恒流输出,以便成功驱动LED灯。但是,无法实现可控硅相位角检测和功率控制。
图6所示为使用PI的最新器件LinkSwitch?-PH设计的反激式电源。LinkSwitch-PH控制器集成了多项专用于驱动LED的新功能。该电路与图5中的电路不同,它采用了初级侧调整。这样可省去光耦器和次级侧控制电路。变压器上的次级侧绕组(偏置绕组)具有两种功能:通过BP引脚为LinkSwitch-PH供电,通过FB引脚提供电流反馈。这两个次级侧绕组紧密耦合,从而使偏置绕组上的电压与流经LED负载的电流成比例。控制器在FB引脚收到电流反馈后,会调整集成高压功率MOSFET的占空比,以维持电流调整率。
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