高效率LED驱动器IC设计分析报告.pptVIP

高效率LED驱动器IC设计 2009年LED通用照明驱动技术研讨会 关于Power Integrations 用于高能效电源转换的高压集成电路业界的领先供应商 能够为消费类电子产品、计算机、通信、工业控制及照明应用提供首屈一指的电源解决方案 已为市场提供数十亿个器件 高效节能领域的先驱(EcoSmart?) 拥有业界领先的产品质量与交付能力 全球技术支持网络 高效率有助于实现集成设计 低功耗有助于在灯泡替换中采用集成的LED驱动器 灯杯里面的功率略有增加，便会提高几度温度并降低可靠性 效率的提升有助于提高市场对LED灯的接受程度 所采用的高能效镇流器可以在整个LED灯生命周期内节省能源，发挥应有的价值 随着发光效率的提高，功率需量应有所下降 挑战：设计功率低于5 W的极高效率LED驱动器 主要功耗因素 初级侧控制可省去电流检测 省去光耦器、次级反馈电路及所有次级侧CC/CV控制电路 LinkSwitch?-II ±5% CC/CV 完全省去电流检测所产生的耗散 高频率 = 低变压器耗散 LinkSwitch-II以85 kHz工作可减少变压器中的绕组层数 降低导通损耗 降低与漏感相关的开关损耗 由于采用PI横向技术，MOSFET开关损耗的增加可以忽略不计 高频率 = 低输出二极管耗散 与输出二极管相关的导通损耗的计算公式如下： Plosses=Vo*Iavg+rd*Irms2 如果将频率提高2倍，Irms将减小2倍 第二项与功耗相关，将减小4倍 对于肖特基二极管来说，工作频率介于45 kHz和85 kHz之间的开关损耗增加可以忽略不计 700 V MOSFET支持具有高VOR的设计 高VOR设计允许使用低压输出二极管 使二极管中的功耗最多减少15% 高VOR可减小初级侧电流 减小MOSFET中的耗散 隔离式设计方案需要16个外围元件 满载时效率为76% 板面积：26 mm x 16 mm 适合非隔离式设计的抽头电感降压拓扑结构 抽头降压拓扑结构非常适合高输入输出电压比(Vin/Vout)的非隔离式LED驱动器 Irms开关电流较小 导通损耗极小 使用低压肖特基二极管 比600 V超快速二极管的导通损耗更小 非隔离式设计方案需要12个外围元件 88 KHz设计可减小电感尺寸（EE10磁芯） 700 V MOSFET允许无箝位设计 效率极高(81%) 抽头降压式电路与反激式电路比较：350 mA 4.2 W 用EE10电感器替换EE16变压器 无箝位设计，可节省两个电容、一个电阻和一个二极管 将输入电容从10+4.7 μF减小到4.7+4.7 μF 简化了EMI滤波器设计 只需一个470 μH电感器，后者需要两个1000 μH电感器和两个10 K电阻 省去了输出二极管缓冲电路 将外部分立元件数从27个减至15个 满载时的效率从76%提升至81% 提升效率的其他方法 在下面的拓扑结构中，损耗集中在D1和U1 使用低电流/高电压LED可减小D1和电感器中的损耗 此方法可使70 V LED灯串和130 mA LED实现90%的效率 低电流设计方案 允许引入高效、简单的升压恒流 仅需16个元件 在230 V输入条件下效率90% 与T8 LED管匹配的超小型设计 LLC可提高功率75 W以上应用的效率 PFC是高功率设计方案的强制性技术要求（如LED路灯） 使用升压+反激式设计方案很难实现85%以上的效率 使用升压+LLC电路设计，可轻易实现92%的效率 LLC可提高功率75 W以上应用的效率 采用LLC+同步整流可将效率提高至95% 驱动器效率提高10%，相当于LED灯在35Kh的使用寿命内至少节省80美元的成本 设计范例： 使用HiperPLC器件的150 W LED路灯 PI-XLS设计软件 可加快PFC+LLC复杂电路的设计速度 实时电路模拟 允许对LLC采用严格的设计方法 迭代设计以优化性能 节省时间和成本 电路参数计算 结论 高效率驱动器有助于LED的推广应用 在功率低于5 W的LED灯的整个使用寿命内，可节省5美元的能源成本 低功率设计方案的初级控制可消除电流检测中产生的功耗 隔离式LED驱动器仅需25个元件 非隔离式LED驱动器仅需15个元件 经优化的开关频率可减少输出二极管及变压器中的功耗 10 W驱动器实现90%的效率，且具有高输出电压 LED必须串联，而不是并联 LLC电路能使高功率设计方案实现92%的效率 有关LED驱动器的更多信息 /applications/led-lighting 选择适合您应用的最佳PI器件 借鉴独家LED参考设计，取得致胜先机 下载各种规范及法规 提供到其他LED技术资源的链接 下载PI Expert?电源设计软件 提