在全球能源短缺、环保要求不断提高的背景下,世界各国均大力发展绿色节能照明。LED照明作为一种革命性的节能照明技术,正在飞速发展。然而,LED驱动电源的要求也在不断提高。高效率、高功率因数、安全隔离、符合EMI标准、高电流控制精度、高可靠性、体积小、成本低等正成为LED驱动电源的关键评价指标。
LED驱动电源的具体要求
LED是低压发光器件,具有长寿命、高光效、安全环保、方便使用等优点。对于市电交流输入电源驱动,隔离输出是基于安全规范的要求。LED驱动电源的效率越高,则越能发挥LED高光效,节能的优势。同时高开关工作频率,高效率使得整个LED驱动电源容易安装在设计紧凑的LED灯具中。高恒流精度保证了大批量使用LED照明时的亮度和光色一致性。
10W以下功率LED灯杯应用方案
目前10W以下功率LED应用广泛,众多一体式产品面世,即LED驱动电源与LED灯整合在一个灯具中,方便了用户直接使用。典型的灯具规格有GU10、E27、PAR30等。针对这一应用,我们设计了如下方案(见图1)
图1:基于AP3766的LED驱动电路原理图
该方案特点如下:
3. AP3766采用恒流收紧技术实现垂直的恒流特性,恒流精度高。
4. 电路元件数量少,AP3766采用SOT-23-5封装,体积小,整个电路可以安装在常用规格灯杯中。
5. 安全可靠,隔离输出,具有输出开路保护、过压保护及短路保护功能。
6. 功率开关管采用三极管,省去了高压场效应管,系统成本低。
图2为该方案的5W应用电路样机实物照片。图3是基于AP3766的5W LED驱动装置实物照片。图4为基于AP3766的5W LED驱动电路满载效率随交流输入电压变化曲线。图5为基于AP3766的5W LED驱动电路满载输出IV特性曲线。
IEC国际电工委员会对照明灯具提出明确的谐波要求,即IEC61000-3-2标准。因此对于较大功率LED照明应用,采用功率因数校正(PFC)控制技术成为必需。对于60W以下应用,有高性价比单级PFC控制方案,该方案电路原理图如图6所示。
图6:基于AP166+AP4313的LED驱动电路原理图
该方案特点有:
1.单级PFC方案,只用一级反激式电路拓扑,同时实现功率因数校正和隔离恒流输出。元件数量少、体积小、性价比高。
2.高功率因数,采用有源功率因数校正控制芯片AP1661,功率因数PF>0.9,满足IEC61000-3-2谐波标准。
3.采用副边恒压恒流控制芯片AP4313,恒流精度高,输出电流误差<3%。
4.高效率,满载效率高达90%。
5.安全可靠,隔离输出,具有输出开路保护,过压保护及短路保护功能。
60~150W大功率LED路灯应用方案
在户外照明部分,中国每年路灯市场需求量都在2000万盏以上,中国城市改造、城镇建设、住宅建设及道路建设对于大功率、高亮度、节能的LED路灯产品的市场需求是极其庞大的。
在更大功率应用条件下,单级PFC电路难以同时兼顾PFC预调整和反激电路输出恒流调整性能,这时需要采用两级电路架构实现这一目标。因此,有新推出的PFC+PWM 两级架构电路拓扑方案,该方案电路原理图如图9所示。
图9:基于AP1661+AP3102的LED驱动电路原理图