采用LED驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)高電源質(zhì)量以及初級側(cè)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

LED照明設(shè)計(jì)師一般都在尋找能夠提供低功率損耗，更小系統(tǒng)封裝的LED驅(qū)動器，當(dāng)然，還可以為中低功率范圍內(nèi)的應(yīng)用降低成本（同時仍然提供高可靠性）。為滿足這一需求，LED驅(qū)動器制造商在其最新努力中已采用功率因數(shù)校正（PFC）電路以實(shí)現(xiàn)更高的電源質(zhì)量以及初級側(cè)調(diào)節(jié)（PSR），從而通過消除次級反饋電路來降低成本。他們還使用反激式拓?fù)鋪砗喕O(shè)計(jì)。

LED驅(qū)動器制造商在其設(shè)計(jì)中使用PFC電路來實(shí)現(xiàn)更好的電能質(zhì)量 - 更低的功率損耗 - 以滿足各種區(qū)域監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。 PSR還有其他一些有益的功能：它消除了輸出電流檢測損耗和所有二次反饋電路，從而可以開發(fā)出更高效率的LED驅(qū)動器而無需大量的價格標(biāo)簽。它還具有更高的可靠性，因?yàn)樗梢栽跊]有輔助反饋電路的情況下調(diào)節(jié)LED驅(qū)動器輸出電壓。

飛兆半導(dǎo)體的FL7733A單級PSR反激式LED驅(qū)動器就是一個例子。該LED驅(qū)動器旨在為LED照明提供恒定的亮度和即時無閃爍的開啟。采用PSR的FL7733A可降低中低功率LED轉(zhuǎn)換器的元件數(shù)量，無需輸入大容量電容和次級反饋電路，從而降低了成本。 FL7733A控制器采用小型8引腳小外形封裝（SOP），進(jìn)一步節(jié)省了空間。該器件非常適用于SSL筒燈以及PAR和A19燈泡應(yīng)用。

FL7733A LED驅(qū)動器（圖1）可用于各種5瓦（W）至60伏以上的室內(nèi)和戶外LED應(yīng)用。 LED驅(qū)動器還提供嚴(yán)格的恒定電流調(diào)節(jié)，高功率因數(shù)（PF）和低總諧波失真（THD），因此可以滿足許多區(qū)域市場的要求。 Fairchild表示，它符合全球標(biāo)準(zhǔn)，在通用線路電壓條件下THD <10％，遠(yuǎn)低于大多數(shù)地區(qū)法規(guī)中THD的30％。 Fairchild表示，這些功能可幫助設(shè)計(jì)人員在單一解決方案中滿足LED照明的全球標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。

通過最大限度地減少開啟波動，實(shí)現(xiàn)> 0.9的高PF和低THD。在反激式或降壓 - 升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，非連續(xù)導(dǎo)通模式（DCM）工作中的恒定導(dǎo)通時間和恒定頻率可實(shí)現(xiàn)高PF和低THD?？偟膩碚f，業(yè)界已經(jīng)承認(rèn)DCM通常用于PSR反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因?yàn)樗梢蕴峁└玫妮敵稣{(diào)節(jié)。

這些器件還具有保護(hù)功能，包括LED短路/開路，輸出二極管短路，感應(yīng)電阻短路/開路，逐周期電流限制，過熱以實(shí)現(xiàn)高系統(tǒng)可靠性和欠壓鎖定。該器件還采用雙過壓保護(hù)（OVP），符合60 V輸出規(guī)范下的UL SELV。除了節(jié)省電路板空間外，這些保護(hù)功能還有助于提高LED照明的可靠性。

圖1：FL7733A PSR反激式LED驅(qū)動器框圖。通過消除對次級側(cè)反饋電路的需求，實(shí)現(xiàn)了低成本設(shè)計(jì)。 （由Fairchild Semiconductor提供）

此外，LED驅(qū)動器具有集成的高壓啟動電路，可實(shí)現(xiàn)快速啟動（85 VAC時<200 ms）和高系統(tǒng)效率。該器件在啟動期間使用自適應(yīng)反饋環(huán)路控制，將初始反饋條件設(shè)置為接近穩(wěn)定狀態(tài)，因此LED電流不會出現(xiàn)過沖或欠沖。

得益于飛兆半導(dǎo)體的TRUECURRENT緊公差技術(shù)恒流輸出，F(xiàn)L7733A使設(shè)計(jì)的恒定電流容差小于通用線路電壓的±1％，以滿足LED亮度要求。 TRUECURRENT通過調(diào)節(jié)精確的恒定LED電流來工作，不受幾個因素的影響 - 輸入電壓，輸出電壓和磁化 - 電感變化。精確恒定控制在LED照明設(shè)計(jì)中如此重要的一個關(guān)鍵原因是因?yàn)殡娏鳑Q定了LED的亮度。如果沒有嚴(yán)密控制，亮度可能會因燈泡而異。它還可能導(dǎo)致燈與燈之間的顏色發(fā)生變化。

LED驅(qū)動器可在寬工作范圍內(nèi)提供無閃爍恒定亮度，在所有條件下均具有<±3％的恒定電流容差，且<0.2第二次啟動表現(xiàn)。另一個關(guān)鍵特性是與高壓LED模塊的兼容性，輸出電壓范圍超出10％至100％。

對于同時關(guān)注供應(yīng)鏈的設(shè)計(jì)人員，除了減少材料清單（BOM），它還通過為5 W至60 W設(shè)計(jì)提供一種解決方案來簡化工作。

還有一些專門設(shè)計(jì)用于提供經(jīng)濟(jì)高效LED的反激式控制IC - 驅(qū)動程序設(shè)計(jì)。一個例子是International Rectifier的IRS29831 LEDrivIR反激式控制IC。該控制器IC針對用于LED燈泡更換，LED燈管照明和筒燈照明的LED驅(qū)動器中使用的單級反激和降壓 - 升壓拓?fù)溥M(jìn)行了優(yōu)化。此外，該器件還提供單級PSR以及高PF和低THD，具有保護(hù)功能。 IRS29831（圖2）主要針對高達(dá)25 W的LED驅(qū)動器應(yīng)用，采用隔離式或非隔離式反激式轉(zhuǎn)換器或降壓 - 升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

LED驅(qū)動器制造商的關(guān)鍵之一在過去幾年中，由于包括成本和設(shè)計(jì)簡易性在內(nèi)的多種原因，我們繼續(xù)致力于高集成度。 IRS29831采用700 V技術(shù)集成了LED驅(qū)動器控制IC和功率MOSFET，有助于降低BOM成本并節(jié)省空間。該器件還具有高壓啟動功能，提供簡單的單級解決方案，同時仍保持高PF和低THD，以提高效率。

圖2：國際整流器IRS29831采用PFC單級反激拓?fù)湓O(shè)計(jì)，專為初級側(cè)調(diào)節(jié)而設(shè)計(jì)。 （由International Rectifier提供）

據(jù)稱，基于IRS29831的LED驅(qū)動電路也可以提供基于三端雙向可控硅調(diào)光器的平滑，無閃爍調(diào)光。它還具有保護(hù)功能，包括打嗝模式開路/過壓保護(hù)，逐周期初級過流限制和輸出短路保護(hù)。其他功能包括快速啟動和在寬輸入電壓范圍內(nèi)工作。

如果這還不夠，IRS29831還具有臨界導(dǎo)通模式操作，在輕載時具有不連續(xù)和突發(fā)模式。它允許用戶在沒有光耦合器的情況下配置隔離設(shè)計(jì)?？刂艻C采用8引腳DIP封裝。

總之，對于中低功率LED照明應(yīng)用，采用DCM操作的PSR反激式LED驅(qū)動器可實(shí)現(xiàn)高效率，高PF和低THD滿足全球LED照明要求。這些設(shè)計(jì)還具有更低BOM的優(yōu)勢，可減少空間和總體成本，同時簡化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。這些都是設(shè)計(jì)人員不斷將其視為整體設(shè)計(jì)要求的一部分。