大功率LED照明電源解決方案(精).doc

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1、大功率LED照明電源解決方案摘要：介紹采用PFC控制器CM6807和諧振半橋控制器CM6900的350W高效（>90%）高功率因數(shù)（>0.95）LED照明電源解決方案。該方案適用于直至1kW的電源供應(yīng)器，可用于LED照明、LED路燈、大型LED看板和大功率體育場(chǎng)館照明等?！　∶绹?guó)"能源之星"等規(guī)范要求在任何功率電平上的離線式（off-line）LED照明電源具有高功率因數(shù)和高能效。對(duì)于普通照明用低功率LED驅(qū)動(dòng)電源，采用基于專用控制器IC的單級(jí)功率因數(shù)校正（PFC）反激式電路拓?fù)涫亲罨镜慕鉀Q方案。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是只使用一個(gè)功率開關(guān)，無需使用高壓

2、電解電容器。對(duì)于100~200W的LED照明電源，人們通常采用PFC+反激式兩段式電路架構(gòu)。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是PFC升壓變換器被置于反激式轉(zhuǎn)換器的前端，PFC與反激式轉(zhuǎn)換器各使用一個(gè)功率開關(guān)。而對(duì)于200W以上的大功率LED照明電源供應(yīng)器，上述兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并不適用。行之有效的解決方案是選擇PFC與其電感-電感-電容（LLC）相結(jié)合的電路架構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)高效率，主變壓器二次側(cè)可以采用同步整流方案。在這里介紹一種采用這種方案的350WLED照明電源設(shè)計(jì)實(shí)例，以供讀者參考。　　1系統(tǒng)技術(shù)規(guī)格與基本架構(gòu)　　1.1350W?LED驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)規(guī)格　?。?）輸入

3、規(guī)格　　AC輸入電壓：85~264Vac;　　AC最大輸入電流：5A;　　線路功率因數(shù)PF:>0.95（230Vac,滿載）；　　AC電源頻率：47~63Hz;　　效率：>92%（230Vac,滿載）；　　工作溫度：50℃；　　工作環(huán)境：密閉；　　散熱方式：無風(fēng)扇自然冷卻?！　。?）輸出規(guī)格　　輸出電壓Uo:36~40V;　　輸出電流Io:5~10A;　　電壓紋波：≤0.3V;　　電流紋波：<0.1A;　　控制模式：恒定電壓/恒定電流?！　?.2系統(tǒng)組成方框圖　　350WLED照明電源主要由EMI濾波器、基于連續(xù)導(dǎo)電模式（CCM）功率因數(shù)控制器CM6

4、807的PFC升壓變換器、基于CM6900的LLC諧振半橋變換器及同步整流器等部分組成，圖1為其基本架構(gòu)方框圖。‖????2實(shí)際電路　　基于CM6807和CM6900的350WLED照明電源電路如圖2所示。我們對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)單元電路作簡(jiǎn)要介紹?！　?.1PFC升壓變換器與輔助電源　　350WLED照明電源的PFC升壓變換器與輔助電源電路如圖2（a）所示?！　。?）輸入級(jí)電路　　輸入級(jí)電路由EMI濾波器和橋式整流器組成。在圖2（a）中，電容C3、C4、C5和C11~C14及電感元件T1、T2等，構(gòu)成輸入EMI濾波器；BR1為橋式整流器；FU1為保險(xiǎn)絲；R

5、T1為NTC熱敏電阻。EMI濾波器被用作限制和衰減共模與差模噪聲，RT1用作限制系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)因?qū)Υ箅娙軨7充電引起的浪涌電流?！　。?）有源PFC升壓變換器　　功率因數(shù)控制器U1（CM6807）、功率開關(guān)VT2、升壓電感器L1、升壓二極管VD3、輸入電容C9/C10、輸出電容C7、電流傳感電阻R4等，組成DC/DC有源PFC升壓變換器。PFC級(jí)電路工作在連續(xù)模式。輸入電流經(jīng)R5、R8和R13通過U1引腳②檢測(cè)。輸出DC總線電壓（395V）經(jīng)分壓器R7、R10、R12和R13采樣，饋送至U1引腳FB.U1的引腳④為電壓誤差放大器輸出，C17、C18和C2

6、1為補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。通過PFC級(jí)的電流被R4感測(cè)，并經(jīng)R11和C20由U1引腳③來檢測(cè)。U1引腳⑨上的驅(qū)動(dòng)輸出推動(dòng)VT1/VT3和VT2.PFC升壓變換器的作用是在橋式整流器BR1的輸入端產(chǎn)生一個(gè)與AC輸入電壓趨于同相位的正弦電流，能夠滿足IEC61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的諧波電流限制要求，系統(tǒng)功率因數(shù)遠(yuǎn)高于0.95,并且在85~264V的AC輸入電壓范圍內(nèi)能夠輸出一個(gè)395V的穩(wěn)定DC電壓。　?。?）啟動(dòng)電路與偏置電源　　R5、R8、R6、R9、VT4、VD4和C16等，組成U1引腳⑧上的肩動(dòng)電路，U1一旦啟動(dòng)，PFC進(jìn)入操作狀態(tài)，U1引腳③則由L1引腳

7、③與④之間的輔助繞組、C1和C2、VD1和VD2、R15、VZ1、VT5及C16等組成的偏置電源供電。　2.2LLC半橋諧振功率級(jí)　　LLC半橋諧振功率級(jí)電路如圖2（b）所示。該功率級(jí)主電路由圖2（c）所示的控制電路來控制。在圖2（b）中，功率開關(guān)VT6、VT8、電容C23、電感L3以及變壓器T3引腳③與引腳⑥之間的初級(jí)電感組成半橋LLC串聯(lián)諧振電路。T3二次側(cè)上的VT7和VT9組成同步整流器電路，可使LLC諧振半橋變換器的工作效率達(dá)96%以上，比傳統(tǒng)LLC諧振半橋功率級(jí)的效率提高4%~5%?！　25/C26、L4和C27/C28構(gòu)成LC濾波電路，

8、可以保證DC輸出電壓紋波小于300mV.R23為輸出電流感測(cè)電阻。電源的DC輸出可以驅(qū)動(dòng)350W的LED模塊