来自LED 固体光源的大部分揭秘表明,不同的拓扑结构是针对不同应用而设定的。
8 、具备线性输出的合适功率因数矫正电路
我们为了能够采用AC 输入驱动多组LED 光 源,必须考虑到的是集成一个合适的PWM 升压式 电路,且采用PFC 控制器作为反馈结构。PFC 部分工 作同于低压电路,但必须基于线性电流源的裕度空间 水平来规整其输出电压,如图5 所示。该电路在低压 应用和进行热管理的应用中工作极佳,在具备热管理 的应用中,线性电流控制器件的功率消耗会产生额外 的热量,这只能通过采取合适的热导方式将其散发到 环境中。配置了PWM 电路可以得到优良的调光比,配置了快速瞬态响应的离散线性电流源适度克服了 PFC 输出的差异和负载调整率问题。
9、 滞后电流源
滞后电流源属于开关电流源,它会在一段时间 内开通,在该时间内增加的电流作用在负载上(电 感器决定电流增大速度),并且通常耗散在线性电 流源中的额外功率裕度存储在电感器中。一旦负载 上的电流增大达到预定值(通常是超过设定输出电 流值的10~20%),电路脱离供给电源,并且存储 在电感器中的能量释放到负载上;当流过存储电感 器和负载的电流低于第二个设定值(通常是低于标 准输出电流值的10~20%)时,电路重新连通供给 电源,开始新的循环。尽管在每个上升下降周期内 负载电流仅在两个非常短的瞬间达到预定值,但平 均电流保持在理想值。滞后电流源本身功耗低,这 点优于线性电流源,因此凭借自身热散耗优于线性 功率源的特点,提高了功效,增强了驱动高功耗负 载的性能。由于滞后电流源需要配置快速开关场效 应晶体管(FET)、快速钳位二极管、大容量存储电 感器,所以通常比线性电流源贵得多,但两者均展 示出快速瞬态响应特性,这有利于得到高调光比 (如图6 所示)。
10、具备迟滞输出的功率因子矫正电路
在驱动多组LED 光源的高功耗应用中,配置迟滞 转换器的前级电路与固定输出电压之间存在差异是正 常的。图7 给出的PFC电路具备高功效和优良热特性 的迟滞后级电路,可同时获得高调光比。这类迟滞电流 源展示了理想的PFC输出差异和良好的负载调整率。
11、EMI 滤波器
EMC 规范了电子器件在几百千赫到几十兆赫之 间所发出的电磁辐射量。除了对电子器件进行辐射量 限制外,还要求其具备抗电磁辐射的能力。在断电的 瞬间,电子器件必须能够快速抵抗电源功率的震荡作 用。为了辐射达标且能够长期稳定工作,在供电电源 与AC/DC 转换器之间配置无源EMI 滤波器,该滤波 器的设计相当复杂,工艺繁琐,已超出本文讨论范畴。
12、结论
LED 光源不断受到接纳,应用越来越广泛,对器 件的需求量不断增加,现在最大的挑战是要求驱动器 制造商与光源设计人员及产品整合商保持步调一致。 从SSL 中悟出的道理是,没有一种方案放之四海而 皆准,应用电路结构多种多样,但每一种均是其应用 方向的最佳解决方案。当选择了一种LED 驱动方案 时,一定要仔细考虑所需要的应用结果。
作者简介:
Graham Upton,Endicott 研究集团工程和新业务发展部副总裁;
Michael Keen,Endicott 研究 集团固态光源项目总设计工程师;
Michael Kretzmer,Endicott 研究集团固态照明新业务发展部主任。
编辑:Sophy
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