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LM3444/LM3445 非隔离式LED照明应用改进型线性稳压

作者:时间:2013-10-25来源:网络收藏

摘要

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/199869.htm

本文基于LM3445的传统,详细说明其工作原理。我们将对这种公式进行推导和分析。通过实际实验结果对计算结果进行验证,并证明其能够非常紧密地匹配。为了评估大批量生产的可行性,我们对输出电流容限进行了彻底的研究和分析。结果证明,传统难以达到全部批量生产电流容限,特别是在当前市场所要求的更高输出应用的发展趋势下更是如此。

为了解决这个问题,我们建议使用一个简易补偿电路。我们从理论计算和实验测量结果两个方面,对这种建议进行了验证。根据推导的输出电流和速率公式,对实际批量生产所要求的最终总电流容限进行分析。根据所得结果,我们发现,在达到这种实际要求方面,实现了巨大的进步。最后,基于样机对测试结果和计算结果进行比较;经证明,它们非常匹配。

1、 引言

随着LED室内照明的日益增长,方案和隔离式方案都变得越来越流行。特别是,高线性稳压的高PF和精确恒定电流模式方案成为市场的主导方案。但是,由于输出电压变得更高更宽,传统LM3444/L3445应用无法达到这种宽余量要求,从而进一步限制了LM3445/LM3445的应用。

鉴于上述问题,本文的主要目标在于精确线性稳压要求的高输出应用。在本文中,通过第2章的一些公式,阐述一般工作原理。利用这些公式,我们可以求解最终输出电流。为了对结果进行评估,第3章介绍了一个统一公式,通过它输出电流得到简化。另外,第3章还进一步详细说明了电流容限分析。第4章给出了一些基于样机的设计例子。文章给出了计算结果和仿真结果,并把它们与实验结果进行比较。经证明,它们的匹配非常好。但是,深入研究后,我们发现仍然很难达到批量生产的电流容限要求。

为了解决这个问题,我们在第5章提出了一个建议补偿电路。通过计算和仿真实验,对这个补偿电路进行了验证。最终,实验证明,该电路明显改善了线性稳压和电流容限性能。利用这种电路,得到改进的线性稳压将在实际应用具备更强的竞争力,特别是在LED R30/PAR30/A19/E27 应用中。

2、 传统非隔离式LM3444/LM3445的原理

图1显示了更高PF的传统非隔离式。为了方便讲解其工作原理,我们给参数做如下定义:

•Vout:LED输出电压

•I:单时间段内等效时间值

•Kfeed:输入AC电压的前馈系数

•Rs:电流检测电阻器

•Rup:toff充电电阻器

•Cchar:toff充电电容器

•Vinmin:AC输入电压最小值

•Vinmax:AC输入电压最大值

•Vinac:AC输入电压

•_noimp:无改进线性稳压电路函数

•_imp:改进线性稳压电路函数

QQ截图20131025095200.jpg

图1 高PF的传统建议非隔离式解决方案

这是一种典型的无反馈环路应用,但是它具有下列特性:

1、 更高的PF。通过输入前馈电路实现。

2、 恒定电流。这是通过LED输出电压检测toff电路实现。

AC输入电压可表示如下:

QQ截图20131025095250.jpg

如图1所示,C1大于C2,目的是实现更高的PF值,例如:C1/C2 = 220n/10n。LM3444或者LM3445的针脚5的电压可以表示为:

QQ截图20131025095349.jpg

QQ截图20131025095453.jpg

3、 基于传统解决方案的LED电流线性稳压分析

由于LED电流已在上面做了推导,因此我们可以把总公式写为:

QQ截图20131025095558.jpg

我们可以看到,LED电流变化严重依赖于Vout,其意味着当LED电压较低时它可以使用更高的线性稳压,在这种情况下,其非常适合于GU10应用。

3.1 批量生产期间Δ LED电流变化分析

公式(11)推导出LED电流变化,但是这种变化在整个输入范围受Rs、L、Cchar和Rup容限的影响。根据批量生产要求,我们对其进行如下分析:

QQ截图20131025095803.jpg

3.2 批量生产期间的LED电流容限分析

在批量生产中,LED电流受到规定。正常情况下,要求它在±5%范围内,其在整个输入范围与Vled、kfeed、L、Cchar和Rup的容限无关。

由公式(9),我们知道,LED电流变化受到这些参数的影响。下面是详细分析。

1、批量生产时LED电流变化受Rs(例如:2%容限)影响情况如下:

QQ截图20131025100030.jpg

QQ截图20131025100115.jpg


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