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LED照明电源电路拓补结构的演进过程

作者:吕增晓 宋益伟时间:2015-03-26来源:电子产品世界
编者按:  摘要:本文历数了LED照明电源技术的发展过程,介绍了LED驱动技术三个发展阶段的主流电路结构,以及这些电路的特点、固有缺陷和被淘汰的原因。然后展示了现在的电路设计者们为了改进LED驱动电源性能而提出的新电路方案,并提出了一种性价比更高的LED 驱动电源拓补,说明了该结构的优势和实现的可能性。最后,总结LED 驱动电源技术的发展趋势,得出了高品质的两级PFC技术将是未来市场主流的结论。   引言   2007年以后,由于白光LED的光效提高到了130lm/W[1],LED照明大规模商用成为可能,照明

  摘要:本文历数了照明电源技术的发展过程,介绍了驱动技术三个发展阶段的主流电路结构,以及这些电路的特点、固有缺陷和被淘汰的原因。然后展示了现在的电路设计者们为了改进驱动电源性能而提出的新电路方案,并提出了一种性价比更高的LED 驱动电源拓补,说明了该结构的优势和实现的可能性。最后,总结LED 驱动电源技术的发展趋势,得出了高品质的两级技术将是未来市场主流的结论。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/271638.htm

  引言

  2007年以后,由于白光LED的光效提高到了130lm/W[1],LED照明大规模商用成为可能,照明专用的LED驱动电源正式成为电源领域的新成员。

  早期的LED电源并没有今天这样种类繁多、用途各异的驱动IC,最早的LED电源工程师们借用DC-DC的控制IC,以改变反馈采样点(电压采样变为电流采样)的方式将恒压输出改为恒流输出,制作出了最初的LED照明电源。由于LED驱动和传统DC-DC驱动性能要求(耐压、电流能力)的差异性,这些IC在许多性能上都是保守设计,而一些保护功能对LED却并不合适,因而形成了电路资源的浪费,性价比较低。

  1 LED专用IC的出现

  在这之后,一些IC设计公司发现了其中的商机,设计出了第一批LED专用的控制IC,其中最有名的就是HV99XX系列的LED开关电源IC。这些IC方案拥有更少的外围器件,更灵活,更易设计而且具有LED电源需要的各种保护电路(包括输出开、短路保护,过温保护和过流保护等),对LED照明具有很强的针对性和适用性。LED 专用控制IC产品一经问世,就淘汰了绝大多数DC-DC控制IC。这些方案是现代LED 驱动IC的蓝本,考虑到成本和性能,后来的设计者们在此基础上做了许多改进设计和折中设计。作为最早期的LED 照明控制IC,这些方案活跃了3~5年,甚至现在,仍有一些LED电源采用这些IC方案。

  2 低成本、低性能的恶性竞争阶段

  随后几年,LED照明电源市场出现了低价、低性能的恶性竞争的局面。其中阻容降压方案(如图1-a)和恒流二极管方案(如图1-b),由于其极低的成本,被大部分厂商(包括一些上市公司)所采用。这两种方案均不含控制IC,而是由少量的分立器件构成,在电路原理上就存在可靠性风险,因此引发了业内巨大的争议和市场混乱。阻容降压方案在电解电容老化后存在母线电压过高的风险,长时间使用易烧灯。恒流二极管方案最大的风险是抗浪涌电压能力差,开关机的浪涌电压很容易击穿耐压小于500V的恒流二极管,而导致电源或LED灯烧毁。由于频繁出现炸机,并因此引发了多次重大的返修事件,加之其它开关电源方案成本的下降,这两种方案逐渐被弃用,LED照明电源由此才慢慢步入正轨。


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关键词: LED Triac 频闪 Buck PFC 201504

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