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用于筒灯,面板灯,吸顶灯的全电压输入,隔离输出,高功率因数,无频闪LED驱动电源性价比讨论

用于筒灯,面板灯,吸顶灯的全电压输入,隔离输出,高功率因数,无频闪LED驱动电源的功率等级是20W~60W左右。通常是外置式电源。由于是外置式,要求输入输出隔离。由于功率等级大于25W,要求满足Class C要求即高功率因数低THD。又由于满足UL等要求这输出LED负载电压一般要求小于40V。由于LED负载电压小于40V,对应的输出电流将达到1.5A。LED负载输出光是无频闪要求LED负载驱动电流是一恒定直流电流。将用于筒灯,面板灯,吸顶灯的全电压输入,隔离输出,高功率因数,无频闪LED驱动电源的罗列如下:

1.  隔离输入输出

2.  功率因数校正功能

3.  输出电压<40V

4.  输出电流将达到1.5A

5.  输出电流为恒定直流电流

满足上述要求的方案目前是以两级功率电路结构比较流行,也就是前一级功率电路完成功率因数校正功能(或并且完成隔离功能),而后一级功率电路是将前级输出电压转变为恒定输出直流电流(或并且完成隔离功能)。从控制环路带宽看,前一级功率电路的控制带宽是相当低的以保证输入电流的高功率因数;后一级功率电路的控制带宽是要求相当高的,以保证不论后一级功率电路的输入电压如何变化,后一级功率电路的输出电流是一恒定直流电流。

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dfweng
LV.4
2
2015-03-14 16:55

由上贴的讨论可知:

前一级功率电路可以采用Boost升压电路或Flyback反激式电路来完成,当然Flyback反激式电路除完成功率因数校正功能外还完成隔离输入输出功能。这前一级功率电路的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数低THD。

后一级功率电路可以采用Flyback反激式或Buck降压电路来完成。其中Flyback反激式还承担隔离输入输出功能。这后一级功率电路的控制带宽是相当高的以保证无论后一级功率电路的输入电压如何变化,后一级功率电路的输出电流是一恒定直流电流。

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postor
LV.1
3
2015-03-17 11:28
@dfweng
由上贴的讨论可知:前一级功率电路可以采用Boost升压电路或Flyback反激式电路来完成,当然Flyback反激式电路除完成功率因数校正功能外还完成隔离输入输出功能。这前一级功率电路的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数低THD。后一级功率电路可以采用Flyback反激式或Buck降压电路来完成。其中Flyback反激式还承担隔离输入输出功能。这后一级功率电路的控制带宽是相当高的以保证无论后一级功率电路的输入电压如何变化,后一级功率电路的输出电流是一恒定直流电流。
楼主:如果前级用反激式电路完成功率因数校正和隔离输出,后级用去频闪线性芯片也能达到全电压输入隔离输出无频闪功能地。这成本会低一些吧?
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dfweng
LV.4
4
2015-03-18 10:26
@postor
楼主:如果前级用反激式电路完成功率因数校正和隔离输出,后级用去频闪线性芯片也能达到全电压输入隔离输出无频闪功能地。这成本会低一些吧?

       后级用去频闪芯片来去频闪是可以,但不控制输出电流。去频闪芯片的功能是一滤波器功能。它通过利用电流源的高阻特性与前级输出电容构成大时间常数滤波使输出电流纹波减小。为了避免这电流源的损耗提高系统的整体系统的效率,去频闪芯片中控制这电流源的压降尽可能低来保证去频闪芯片的损耗尽可能低。正是这一控制性能使得去频闪芯片只能是滤波功能不能具有控制输出电流功能。

      我们知道前级功率电路是用来完成功率因数校正功能和隔离功能(如使用反激式电路)前级的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数。这使得当输入电压发生变化时这前级功率电路的输出功率也跟着变化。如果后级功率电路是去频闪芯片电路的话,这前级功率电路的输出功率变化就会使得去频闪芯片的输出电流发生变化, 也就是LED驱动电流发生变化。这使得LED发出的光亮度发生变化, 也就是客户所说的电网波动出现光闪烁。

      对要求电网波动不出现光闪烁的话,后级用去频闪芯片不是合适的解, 应该使用1.2贴所提到的方案。

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2015-03-18 11:01
@dfweng
    后级用去频闪芯片来去频闪是可以,但不控制输出电流。去频闪芯片的功能是一滤波器功能。它通过利用电流源的高阻特性与前级输出电容构成大时间常数滤波使输出电流纹波减小。为了避免这电流源的损耗提高系统的整体系统的效率,去频闪芯片中控制这电流源的压降尽可能低来保证去频闪芯片的损耗尽可能低。正是这一控制性能使得去频闪芯片只能是滤波功能不能具有控制输出电流功能。   我们知道前级功率电路是用来完成功率因数校正功能和隔离功能(如使用反激式电路)前级的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数。这使得当输入电压发生变化时这前级功率电路的输出功率也跟着变化。如果后级功率电路是去频闪芯片电路的话,这前级功率电路的输出功率变化就会使得去频闪芯片的输出电流发生变化, 也就是LED驱动电流发生变化。这使得LED发出的光亮度发生变化, 也就是客户所说的电网波动出现光闪烁。   对要求电网波动不出现光闪烁的话,后级用去频闪芯片不是合适的解,应该使用1.2贴所提到的方案。

我们正好有这样的方案的,可以参考一下。

http://www.dianyuan.com/bbs/1506663.html

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dfweng
LV.4
6
2015-03-18 11:06
@dfweng
    后级用去频闪芯片来去频闪是可以,但不控制输出电流。去频闪芯片的功能是一滤波器功能。它通过利用电流源的高阻特性与前级输出电容构成大时间常数滤波使输出电流纹波减小。为了避免这电流源的损耗提高系统的整体系统的效率,去频闪芯片中控制这电流源的压降尽可能低来保证去频闪芯片的损耗尽可能低。正是这一控制性能使得去频闪芯片只能是滤波功能不能具有控制输出电流功能。   我们知道前级功率电路是用来完成功率因数校正功能和隔离功能(如使用反激式电路)前级的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数。这使得当输入电压发生变化时这前级功率电路的输出功率也跟着变化。如果后级功率电路是去频闪芯片电路的话,这前级功率电路的输出功率变化就会使得去频闪芯片的输出电流发生变化, 也就是LED驱动电流发生变化。这使得LED发出的光亮度发生变化, 也就是客户所说的电网波动出现光闪烁。   对要求电网波动不出现光闪烁的话,后级用去频闪芯片不是合适的解,应该使用1.2贴所提到的方案。

在上述贴中,提到前级功率电路的主要功能是完成功率因数校正功能,并且因此将前级功率电路的控制环路的带宽限制相当低。为了功率因数校正功能还增加了一级功率电路。能否省去这一级功率因数校正功能的功率电路而仅仅使用后级功率电路完成隔离恒流输出并利用这后级输入电流来完成功率因数校正功能呢?这样一级功率电路的话,可以降低成本,增加可靠性。答案是有可能的。使用EVM6028芯片可以完成一级功率电路有源闭环控制达到高功率因数,低THD,宽电压输入,隔离输出,直流LED驱动电流输出无频闪的性能。试验数据如下图:

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2015-03-18 17:54
@dfweng
    后级用去频闪芯片来去频闪是可以,但不控制输出电流。去频闪芯片的功能是一滤波器功能。它通过利用电流源的高阻特性与前级输出电容构成大时间常数滤波使输出电流纹波减小。为了避免这电流源的损耗提高系统的整体系统的效率,去频闪芯片中控制这电流源的压降尽可能低来保证去频闪芯片的损耗尽可能低。正是这一控制性能使得去频闪芯片只能是滤波功能不能具有控制输出电流功能。   我们知道前级功率电路是用来完成功率因数校正功能和隔离功能(如使用反激式电路)前级的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数。这使得当输入电压发生变化时这前级功率电路的输出功率也跟着变化。如果后级功率电路是去频闪芯片电路的话,这前级功率电路的输出功率变化就会使得去频闪芯片的输出电流发生变化, 也就是LED驱动电流发生变化。这使得LED发出的光亮度发生变化, 也就是客户所说的电网波动出现光闪烁。   对要求电网波动不出现光闪烁的话,后级用去频闪芯片不是合适的解,应该使用1.2贴所提到的方案。
双宜科技—倪彬-自行车灯首选方案双宜科技—倪彬-还是双宜科技好
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dfweng
LV.4
8
2015-03-31 10:14
@dfweng
在上述贴中,提到前级功率电路的主要功能是完成功率因数校正功能,并且因此将前级功率电路的控制环路的带宽限制相当低。为了功率因数校正功能还增加了一级功率电路。能否省去这一级功率因数校正功能的功率电路而仅仅使用后级功率电路完成隔离恒流输出并利用这后级输入电流来完成功率因数校正功能呢?这样一级功率电路的话,可以降低成本,增加可靠性。答案是有可能的。使用EVM6028芯片可以完成一级功率电路有源闭环控制达到高功率因数,低THD,宽电压输入,隔离输出,直流LED驱动电流输出无频闪的性能。试验数据如下图:[图片]

不断有客户询问输出电流的纹波百分比测试数据,在此就我们最近帮客户完成的用这一级功率电路完成的供欧洲的LED驱动电源的测试结果一并答复:

客户的要求如下:

输入电压范围:200V~240V;输出电压可分:36V, 45V, 120V; 功率因数>0.98; THD<10%; 输出功率可分:27W, 36W, 45W;输出纹波百分比<5%

就我们现有的演示板的输出参数,选择输出45V@36W来提供一级功率电路完成上述指标。测试数据如下:

输出纹波电流峰-峰值是26mA;对输出电流800mA而言,输出纹波百分比是3.2%。

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dfweng
LV.4
9
2015-04-03 13:22
@dfweng
    后级用去频闪芯片来去频闪是可以,但不控制输出电流。去频闪芯片的功能是一滤波器功能。它通过利用电流源的高阻特性与前级输出电容构成大时间常数滤波使输出电流纹波减小。为了避免这电流源的损耗提高系统的整体系统的效率,去频闪芯片中控制这电流源的压降尽可能低来保证去频闪芯片的损耗尽可能低。正是这一控制性能使得去频闪芯片只能是滤波功能不能具有控制输出电流功能。   我们知道前级功率电路是用来完成功率因数校正功能和隔离功能(如使用反激式电路)前级的控制环路带宽是相当低的以保证高功率因数。这使得当输入电压发生变化时这前级功率电路的输出功率也跟着变化。如果后级功率电路是去频闪芯片电路的话,这前级功率电路的输出功率变化就会使得去频闪芯片的输出电流发生变化, 也就是LED驱动电流发生变化。这使得LED发出的光亮度发生变化, 也就是客户所说的电网波动出现光闪烁。   对要求电网波动不出现光闪烁的话,后级用去频闪芯片不是合适的解,应该使用1.2贴所提到的方案。

由客户的反馈的电网电压波动产生的光闪烁问题,在此将测试结果展示一下。这LED驱动电源的构成是:这是前级反激式功率因素校正并隔离输出后面跟上一去频闪电路的LED驱动电源。由于电网波动,使得输出电流产生波动。测量电网电压波动是14V对220V输入电压而言是6.3%波动,输出电流的纹波是14%的波动。

当有电网波动时如下图所示,输出纹波增大到29mA对输出电流为200mA。这纹波百分比大于5%,手机能看到纹波。

当电网没有波动时如下图,这输出纹波是12mA,对输出电流200mA而言,接近5%纹波百分比。手机看不到频闪

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dfweng
LV.4
10
2015-05-08 13:27
@dfweng
不断有客户询问输出电流的纹波百分比测试数据,在此就我们最近帮客户完成的用这一级功率电路完成的供欧洲的LED驱动电源的测试结果一并答复:客户的要求如下:输入电压范围:200V~240V;输出电压可分:36V,45V,120V; 功率因数>0.98;THD

最近帮客户完成一更新设计及数据测试。附上结果供参考。

40W-全电压输入隔离输出高功率因数无频闪LED-驱动电源测试基本数据(L4双线并绕).pdf

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