高功率因數反激式轉換器的LED照明解決方案

文章來源:恒光電器

發布時間:2014-01-11

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 隨著 LED 用于室內照明解決方案日漸盛行，成本結構已成為關鍵因素。 簡單的反激式轉換器是實現低成本 LED 照明的最佳解決方案之一。 然而，LED 照明的開關電源仍要求高功率因數及高系統效率。 為應對這一挑戰，采用最新的功率器件至關重要。 本文將介紹用作 LED 照明解決方案的全新集成控制器和高性能高壓超級結 MOSFET。 這些產品同時實現了簡單的結構和高性能。

初級端反激式控制器

飛兆半導體的 FL7732這一高度集成的脈沖寬度調制 (PWM) 控制器具備多種功能，可增強低功率反激式轉換器的性能。 FL7732 的專利拓撲結構可實現最簡化的電路設計，尤其適用于 LED 照明應用。 通過采用具有初級端調節的單級拓撲結構，LED 燈板可以通過最少的外部元件實現，恒光，達到成本最小化；無需大容量輸入電容和反饋電路。 為了實施高功率因數和低總諧失真 (THD)，采用一個外部電容進行恒定導通時間控制。 圖 1 顯示了 FL7732 控制器的典型應用電路。

圖 1：FL7732 控制器的典型應用電路

恒定電流調節也是 LED 照明的重要特性。 與輸入輸出電壓的變化相比，LED照明品牌，FL7732 中的精密恒定電流控制功能可精確調節輸出電流。 使用 MOSFET 的峰值漏電流和電感電流的放電時間可評估輸出電流，因為輸出電流相當于穩態條件下的二極管電流。 輸出電流評估器使用電感放電時間和開關周期獲得通過峰值檢測電路的電流峰值并計算輸出電流。 此輸出電流信息與內部精確參考信息相比較，得出誤差電壓，這將決定恒流模式中 MOSFET 的占空比。 使用飛兆半導體的創新 TRUECURRENT® 拓撲結構，綠色照明，恒定輸出電流可精確控制為：

一般而言，恒光電器,照亮您的生活，初級端調節更偏好于 DCM 工作模式，因為它可實現更佳的輸出調節。 工作頻率會根據輸出電壓進行相應的改變，高亮度，產業資訊，CCC認證，以確保在 DCM 工作模式， 使得效率更高、設計更簡單。 為了保持 DCM 在寬范圍輸出電壓下， led室內照明，線性頻率控制中的頻率應根據輸出電壓而發生線性變化。 輸出電壓由輔助線圈和連接 VS 引腳的分壓電阻檢測。 輸出電壓下降時，次級二級管導電時間增加，線性頻率控制特性使得開關周期更長，從而保證轉換器在寬輸出電壓范圍仍保持在 DCM 工作模式。 在滿載條件下，頻率控制還會調低初級電流有效值，獲得更佳電源效率。

FL7732 還提供保護功能，例如開路 LED、短路 LED 和過溫保護。 在 LED 短路時，一個重要的特征是限流水平會自動降低，將輸出電流降到最小，保護外部元件。 FL7732 在振蕩器中還具有跳頻功能，技術資訊，獲得更佳電磁干擾 (EMI) 性能。

最新超級結 MOSFET

在高壓 MOSFET 技術中，充電平衡技術是實現導通電阻減少最顯著的方式。 此項技術源自超級結結構， led室內照明，較之傳統平面工藝技術的常用結構，它具有深層 P 型柱狀體結構。 柱狀結構可有效限制輕摻雜 epi 區域中的電場。 由于采用此 P 型柱狀結構，N 型 epi 電阻可顯著減少， led亮化工程公司，同時保持相同水平的擊穿電壓。 除了低導通電阻特性，第二代 SuperFET® 技術 也可在輸出電容中實現較少存儲能量。 在小功率應用中，如 LED 照明，這一能量值更為重要，因為每次導通均需要消耗能量。

選擇 20W 額定功率的 LED 照明配電板評估 SuperFET® II 技術。 配電板最初采用飛兆半導體的 60V N 溝道 MOSFET、FDD5N60NZ 和 FL7732 器件開發而來。 在主要元件中，FDD5N60NZ 為采用平面工藝技術的 MOSFET， 其導通電阻為2OΩ。 在相同成本的情況下，SuperFET II 技術可在輸出電容中同時提供 0.9OΩ 的導通電阻和更低存儲能量。 憑借這些優越的電氣特性，SuperFET II 技術可實現極佳的升壓系統效率。 圖 2 顯示了使用各種交流輸入的效率測試結果。

圖 2：MOSFET 系統效率

SuperFET II 技術在整個輸入范圍顯示出最佳效率，企業資訊，且較之 FDD5N60NZ 的平面工藝技術，有較大改進。 此外，SuperFET II 技術較之具有競爭力的超級結 MOSFET 效率更佳，尤其是在高輸入電壓的情況下。 就輸出電容中的存儲能量如何影響系統效率而言，LED筒燈，這是一個很好的范例。 由于具有競爭力的超級結 MOSFET 具有與 SuperFET II MOSFET 相同的導通電阻，二者之前的效率差被認為來自開關損耗。 如圖 3 所示，由于漏電源電壓增加，因此具有競爭力的超級結 MOSFET 在輸出電容中保存的能量更多。 這意味著在更高輸入電壓的情況下，MOSFET 在導通期間將消耗更多能量。 在圖 2 中，國內資訊，LED射燈，器件電平特性與評估板測試結果相符。

圖3 輸出電容中的存儲能量

結論

LED 照明電源要求高功率因數、高效率、隔離次級端，以符合安全標準，且由于空間有限，要求使用更少元件。 FL7732 和 SuperFET II MOSFET 針對這些要求，提供完整的解決方案。