高效驱动LED离线式照明

     就这种应用而言,有三种可选电源拓扑：降压拓扑、转移模式反向拓扑和转移模式 (TM) 单端初级电感转换器 (SEPIC) 拓扑。当 LED 电压大约为80 伏特时,降压拓扑可以非常有效地被用于满足谐波电流要求。在这种情况下,更高的负载电压将无法再继续使用降压拓扑。那么,此时较为折中的方法就是使用反向拓扑和 SEPIC 拓扑。SEPIC 具有的优点是,其可钳制功率半导体器件的开关波形,允许使用较低的电压,从而使器件更为高效。在该应用中,可以获得大约 2% 的效率提高。另外,SEPIC 中的振铃更少,从而使 EMI 滤波更容易。图 1 显示了这种电源的原理图。

              图1：转移模式 SEPIC 发挥了简单 LED 驱动器的作用。

     该电路使用了一个升压 TM PFC 控制器来控制输入电流波形。该电路以离线为 C6 充电作为开始。一旦开始工作,控制器的电源就由一个 SEPIC 电感上的辅助绕组来提供。一个相对较大的输出电容将 LED 纹波电流限定在 DC 电流的20%。补充说明一下,TM SEPIC中的 AC 电通量和电流非常高,需要漆包绞线和低损耗内层芯板来降低电感损耗。

     图 2 和图 3 显示了与图 1 中原理图相匹配的原型电路的实验结果。与欧洲线路范围相比,其效率非常之高,最高可达 92%。这一高效率是通过限制功率器件上的振铃实现的。另外,正如我们从电流波形中看到的一样,在 96% 效率以上时功率因数非常好。有趣的是,该波形并非纯粹的正弦曲线,而是在上升沿和下降沿呈现出一些斜度,这是电路没有测量输入电流而只对开关电流进行测量的缘故。但是,该波形还是足以通过欧洲谐波电流要求的。

图2：TM SEPIC 具有良好的效率和高 PFC 效率。

图2：线路电流轻松地通过 EN61000-3-2 Class C 标准。

作者：Robert Kollman  德州仪器(TI)高级应用经理兼科技委员会资深委员

Robert Kollman 现任 TI 高级应用经理兼科技委员会的资深委员。他拥有在电源电子领域超过 30 年的工作经验。Robert 毕业于得克萨斯 A&M 大学 (Texas A&M University),获电子工程理学士学位,后又毕业于南卫理公会大学 (Southern Methodist University),获电子工程硕士学位。