當(dāng)前位置:首頁 > 電源 > 功率器件
[導(dǎo)讀] 高壓鈉燈(HPS)等高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)具有光強(qiáng)度高、壽命長等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于諸如街道照明、停車場及公園等公共場合的區(qū)域照明應(yīng)用。另一方面,高亮度白光發(fā)光二極管(LED)在性能和成本等方面持續(xù)改進(jìn),非常適合

   高壓鈉燈(HPS)等高強(qiáng)度氣體放電燈(HID)具有光強(qiáng)度高、壽命長等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于諸如街道照明、停車場及公園等公共場合的區(qū)域照明應(yīng)用。另一方面,高亮度白光發(fā)光二極管(LED)在性能和成本等方面持續(xù)改進(jìn),非常適合區(qū)域照明應(yīng)用,并且提供一些HID所不具備的優(yōu)勢,如方向性更好、色彩質(zhì)量更佳、環(huán)保,并且其開啟和關(guān)閉能夠更方便地控制,便于自動(dòng)檢測環(huán)境光從而改變亮度;此外,LED的可靠性也更佳,利于降低維護(hù)成本及總體擁有成本。

當(dāng)然,要在街道和區(qū)域照明應(yīng)用中采用LED來替代HID并產(chǎn)生同等的光輸出,就要求采用大陣列的LED。要驅(qū)動(dòng)這些大陣列的LED,設(shè)計(jì)人員可以選擇不同的方案。另外,不同LED串的亮度需要保持一致,如果某個(gè)LED發(fā)生開路故障,可能造成整串LED關(guān)閉的后果,故需要顧及為LED串提供保護(hù)的方案。此外,要構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)的智能化LED街燈控制系統(tǒng),也需要采用適合的通信及線路驅(qū)動(dòng)方案。下文將探討這些問題及相應(yīng)的安森美半導(dǎo)體解決方案。

LED街燈及區(qū)域照明驅(qū)動(dòng)電源選擇
區(qū)域照明應(yīng)用的功率一般高于40 W。根據(jù)應(yīng)用條件或要求的不同,可以采用不同的電源方案來驅(qū)動(dòng)LED陣列。安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商,提供用于LED街燈及區(qū)域照明的不同電源方案,滿足客戶不同需求。

1) 基于NCL30001的電流可調(diào)節(jié)恒流功率因數(shù)校正區(qū)域照明LED電源
有些區(qū)域照明應(yīng)用場合要求提供帶輸入功率因數(shù)校正的隔離型穩(wěn)壓輸出電壓。這些應(yīng)用通常采用兩段式的電源轉(zhuǎn)換架構(gòu),其中的升壓功率因數(shù)校正(PFC)將交流輸入線路電壓轉(zhuǎn)換及預(yù)穩(wěn)壓為直流400 V電壓,然后提供電壓給可以是任何適當(dāng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的常規(guī)直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器(功率不超過150 W的應(yīng)用中通常是反激轉(zhuǎn)換器)。

我們能夠采用一種更簡單的方法來改進(jìn)這種傳統(tǒng)的兩段式轉(zhuǎn)換架構(gòu),使其成為一種集成功率因數(shù)校正和主轉(zhuǎn)換器(即DC-DC轉(zhuǎn)換器)的單段式架構(gòu)。這種單段式架構(gòu)提供具備顯著的應(yīng)用優(yōu)勢,因?yàn)闊o需使用大尺寸的升壓電感、高壓MOSFET、功率整流器和大電容。當(dāng)然,這種單段式架構(gòu)會(huì)帶來某些方面的一些性能折衷,但卻是一種高能效及高性價(jià)比的方案,適合于負(fù)載相對恒定的應(yīng)用,如LED區(qū)域照明。

NCL30001就是一種單段式控制器,集成了功率因數(shù)校正和隔離型降壓DC-DC轉(zhuǎn)換電路,幫助減少元件數(shù)量、降低系統(tǒng)成本,支持更高的LED電源總體能效。NCL30001提供穩(wěn)流恒流來直接驅(qū)動(dòng)LED,省下了LED光條中集成的線性或DC-DC轉(zhuǎn)換(參見圖1)。安森美半導(dǎo)體的設(shè)計(jì)筆記AND8427中描述了一種基于NCL30001單段連續(xù)電流模式(CCM) PFC控制器和NCS1002次級端恒壓恒流(CVCC)控制器的LED電源,適合街燈等區(qū)域照明應(yīng)用。


 
圖1:基于NCL30001的LED驅(qū)動(dòng)電源方案適合40到125 W區(qū)域照明應(yīng)用。

測試表明,在90至264 Vac輸入電壓條件下,基于NCL30001的LED電源提供高于85%的高能效,功率因數(shù)也高于0.9,并提供短路和過壓保護(hù)。設(shè)計(jì)人員略微調(diào)整次級端控制電路中的電阻,就可以調(diào)節(jié)穩(wěn)流電流及穩(wěn)壓電壓,從而支持終端產(chǎn)品的具體應(yīng)用要求。另值一提的是,雖然這種電源是設(shè)計(jì)旨在提供緊密穩(wěn)流的固定電流,但也可以工作在恒定電壓模式,因?yàn)槠潆娏骱碗妷焊鶕?jù)NCS1002中集成的緊密穩(wěn)壓的2.5 V參考電壓來穩(wěn)流和穩(wěn)壓。[!--empirenews.page--]

2) 基于NCP1607和NCP1397的超高能效大功率LED街燈電源方案
近年來,業(yè)界對超高能效的LED照明拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)興趣日濃,期望在功率電平相對較低(<50 W)時(shí)提供高于90%的能效,這個(gè)能效目標(biāo)甚至比“能源之星”2.0版外部電源能效要求(功率不超過49 W時(shí)能效高于87%)更高。要達(dá)到這樣高的能效,需要采用新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如從反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向諧振半橋拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),從而充分發(fā)揮零電壓開關(guān)(ZVS)的優(yōu)勢。有利的是,安森美半導(dǎo)體早已著手開發(fā)能用于LED驅(qū)動(dòng)電源的高能效半橋解決方案,如NCP1396及其升級版NCP1397高性能諧振模式控制器。NCP1397內(nèi)置高端和低端驅(qū)動(dòng)器,支持可調(diào)節(jié)及精確的最低頻率,提供極高能效,并具備多種故障保護(hù)特性?;贜CP1607 PFC控制器和NCP1397雙電感加單電容(LLC)半橋諧振控制器的LED電源方案(見圖2)非常適合功率在50到300 W范圍的高能效LED街道照明應(yīng)用。


 
圖2:基于NCP1607和NCP1397的街道照明高能效LED電源方案。

除了這些方案,設(shè)計(jì)人員還可以根據(jù)設(shè)計(jì)需求選擇安森美半導(dǎo)體的其它LED電源方案,如NCP1607 PFC控制器+NCP1377準(zhǔn)諧振控制器,或NCP1607+NCP1392/3等。

增強(qiáng)LED串可靠性的保護(hù)方案
如前所述,區(qū)域照明應(yīng)用中通常會(huì)采用多串LED。雖然LED本身的可靠性很高,但如果LED串中的某個(gè)LED發(fā)生開路故障,那么整串LED就可能關(guān)閉,而街道照明等應(yīng)用中就要避免這種狀況,從而降低后期維護(hù)成本。有鑒于此,安森美半導(dǎo)體推出了NUD4700 LED電流旁路保護(hù)器(見圖3)。這器件是一款分流器件,萬一LED串中某個(gè)LED開路,則會(huì)提供電流旁路,確保在某個(gè)LED故障的條件下整串LED不會(huì)關(guān)閉;而且恰當(dāng)處理散熱的話,還可支持大于1 A的大電流。      

    
                                                   圖3:LED分流保護(hù)。[!--empirenews.page--]
                                                
構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)的LED街燈智能控制系統(tǒng)
對于LED街道照明而言,可以在集中控制中心與街燈之間應(yīng)用雙向通信,構(gòu)建完全聯(lián)網(wǎng)的智能街道照明系統(tǒng)。這樣,政府機(jī)構(gòu)、電力公司或商業(yè)團(tuán)體能夠遠(yuǎn)程調(diào)節(jié)LED街燈的光輸出,并因此降低街道照明網(wǎng)絡(luò)的總能耗,并降低費(fèi)用支出。另外,也可以在系統(tǒng)中集成環(huán)境光傳感器,根據(jù)環(huán)境光的亮度來自動(dòng)調(diào)節(jié)LED的光輸出,從而幫助節(jié)能。

有利的是,設(shè)計(jì)人員采用安森美半導(dǎo)體的AMIS-49587電力線載波(PLC)調(diào)制解調(diào)器、PLC線路驅(qū)動(dòng)器NCS5650和諸如NOA1302這樣的環(huán)境光傳感器,基于電力線輕易地構(gòu)建聯(lián)網(wǎng)型LED街燈智能控制系統(tǒng)(參見圖4)。其中,安森美半導(dǎo)體的環(huán)境光傳感器包含的輸出類型,如NOA1302和NOA1305提供的是數(shù)字輸出,而NOA1211為模擬輸出。這些光傳感器的工作電流極低,在100流明光輸出條件下分別僅為58 μA、550 μA和115 μA,因而對系統(tǒng)能效的影響極小。
 
圖4:基于AMIS-49587等器件的聯(lián)網(wǎng)型LED街燈智能控制系統(tǒng)。

總結(jié):
安森美半導(dǎo)體身為應(yīng)用于綠色電子產(chǎn)品的首要高性能、高能效硅方案供應(yīng)商,為LED區(qū)域照明應(yīng)用提供完全的解決方案,如基于NCL30001的電流可調(diào)節(jié)恒流功率因數(shù)校正方案和基于NCP1607及NCP1397的超高能效大功率方案等驅(qū)動(dòng)電源方案,基于NUD4700的LED串保護(hù)方案,基于AMIS-49587、NCS5650和NOA1302的聯(lián)網(wǎng)型LED街燈控制方案,以及相關(guān)的MOSFET、整流器、濾波器和熱保護(hù)產(chǎn)品等,為用戶提供豐富的選擇,幫助他們縮短設(shè)計(jì)周期,加快產(chǎn)品上市進(jìn)程。

供稿:安森美半導(dǎo)體

參考資料:
[1]. 《可調(diào)節(jié)0.7至1.5 A恒流、高達(dá)55 Vdc電壓的單段功率因數(shù)校正PFC電源》,安森美半導(dǎo)體應(yīng)用筆記AND8427, [2]. 安森美半導(dǎo)體LED照明方案選型手冊,安森美半導(dǎo)體,www.onsemi.cn/pub/Collateral/BRD8034-D.PDF

[3].《LED通用照明應(yīng)用》培訓(xùn)教程,安森美半導(dǎo)體,www.onsemi.cn/pub_link/Collateral/LED%20-%20High%20Brightness%20LED%20Driver%20Solutions%20for%20General%20Lighting%20-%20bilingual.rev2pdf.pdf

 

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機(jī)構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點(diǎn),本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實(shí)性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時(shí)聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫?dú)角獸公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認(rèn)證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時(shí)1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動(dòng) BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運(yùn)行,同時(shí)企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風(fēng)險(xiǎn),如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報(bào)道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導(dǎo)體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機(jī) 衛(wèi)星通信

要點(diǎn): 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實(shí)提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅(jiān)持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強(qiáng)核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運(yùn)營商 數(shù)字經(jīng)濟(jì)

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺(tái)與中國電影電視技術(shù)學(xué)會(huì)聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會(huì)上宣布正式成立。 活動(dòng)現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會(huì)上,軟通動(dòng)力信息技術(shù)(集團(tuán))股份有限公司(以下簡稱"軟通動(dòng)力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉