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照明关于我们的古代生涯是相当主要的。不管它是用于照明室庐、办公场合、公共修建,照样用于供给平安保证或只是为了营建气氛。现实上,典范修建中约25%的动力是用于照明的,这使得它成了地球上最主要的动力应用之一。
加上白炽灯照明计划效力极低,动力本钱正在以惊人的速度增长。这很易就会发明我们正糟蹋年夜量的世界资本,並为此支付昂扬的价值。
是以,列国当局正在追求经由过程新的动力效力律例来管控照明,而LED等新技巧正成为主流,无望节俭高达40%用于照明的动力。
但是,跟着设计师和花费者开端追求更高能效且立异的照明计划,是以须要开辟更新的技巧来知足以后和将来的市场需求。为了最年夜限制地施展其潜力,智能照明须要更庞杂和立异的办法。
安森美半导体努力处理照明行业有关高效的电源转换和有用的调光等挑衅,同时追求可以或许供给更高能效、和具有其他优势的下一代技巧。
照明设计师面对的挑衅
当局增强管控和花费者的需求,使得古代照明设计师所面对的挑衅愈来愈年夜。动力之星和欧盟委员会等机构存眷的不只仅是电子装备(包含照明)的能效,还存眷其待机功耗,由于这能够会是长时光内主要的动力消费起源。在智能照明计划下,这一挑衅变得加倍辣手,因为电源必需坚持“开机”状况,以搜索掌握器收回的旌旗灯号,是以赓续的在吸取电流。今朝,动力之星划定许可的待机功耗为0.5W,但加州动力委员会(CEC)等机构筹划在2019年之前将这一数字降至0.2W,这将进一步进级挑衅。
跟着照明从白炽灯转向LED技巧,调光方面也产生了转变。更加庞杂的脉宽调制(PWM)技巧正在逐步代替简略的电阻式或基于TRIAC的调光,这请求设计师采取分歧的办法。
LED是一种低电压技巧,这意味着它们没法像白炽灯那样直接由市电驱动,而是须要一个电源,依据该LED运用供给恒定电压(CV)或恒定电流(CC)供电。电源对比明处理计划的全体机能和能效具有本质性的影响,是以至多须要像LED自己一样接收严厉的审查。
今朝市场上有很多分歧的照明处理计划,功率从几瓦到几百瓦不等。是以,其驱动电源的设计方法也是多种多样的。在较低功率程度下(平日低于10W),单级转换拓扑是最受迎接的计划。
因为多功效固态照明的运用愈来愈普遍,是以LED和与之相干的电源所占空间也被挤压的愈来愈小,这就意味着效力相当主要,从而可以或许使余热的发生降至最低,而且可以或许在较小且平日密闭的空间中靠得住地装置、运转照明计划。
LED照明计划敏捷成长的一个主要缘由是LED自己价钱的降低。是以,装置人员和花费者不只仅愿望LED电源可以在更小的空间内完成更优的机能,也等待看到相似的价钱下调 (这意味着设计人员须要削减元件数目,并下降全体BoM本钱)。
古代化的照明电源转换方法
25W - 100W规模内且实用于办公室、工场和室庐的的照明是疾速增加的市场范畴之一,个中双段式办法是最多见的处理计划。在很多运用中,都邑采取反激式功率因数校订器(PFC)且装备降压型DC-DC转换器情势的电源。
图1:双段式转换是中等功率照明处理计划中最经常使用的办法
该办法特别实用于有调光需求的处理计划。它还可以或许在待机形式下轻松封闭LED,并可以或许对多个LED串停止简略地掌握,以取得加倍庞杂的照明处理计划。
安森美半导体近期推出了针对此类运用的集成计划,可以或许采取两个IC产物和大批内部元件来设计高机能的照明电源。
FL7740是一款单段式CV低级端调理(PSR)掌握器,可经由过程内置静态功效(包含疾速呼应时光)停止CV调理(±3%),可以或许将线路和负载瞬变惹起的过冲和下冲最年夜限制地下降至输入电压的10%之内。
图2:FL7740是用于照明运用的单段式低级端掌握器
该掌握器支撑80V AC至382V AC的通用宽规模交换输出,实用于全球任何处所的市电供电运用。它可以或许供给高达100W的功率,而在待机形式下的功耗仅为0.15W——轻松超出了一切的监管请求。同时,还完成了对智能照明处理计划相当主要的“连续开机”运转。
内置的PFC级在满载时可以或许到达> 0.9,且THD <10%。在半载的情形下,应用可选的PF优化器,而0.9 PF这一数值坚持不变。这就确保了在较宽的负载规模内可以或许将输出搅扰保持在最低程度,从而使FL7740得以普遍运用。
这一先辈的掌握器包含了一系列关于照明体系平安运转相当主要的掩护功效:过载掩护、输入二极管短路掩护、感应电阻短路/开路掩护、和VDD和VS过压掩护。
以持续电流形式(CCM)运转的FL7760降压(“Buck”)掌握器供给第二级转换。该器件可在8V至60V宽电压输出规模内运转,同时支撑宽模仿和PWM调光,且功耗仅为150μA。
图3:FL7760是一款宽输出规模的降压掌握器,具有宽规模调光才能
主要的是,FL7760的PWM调光可笼罩1-100%的全体输入规模,虽然某些运转前提下,因为PWM的任务频率,能够会涌现不睬想的频闪和可闻噪声。模仿调光规模为5-100%,相较于以后平日仅能到达的15-100%,这可谓是现有技巧的一个明显晋升。普通来讲,模仿调光遭到喜爱是由于它没有PWM的缺点,而FL7760使其初次成为可行的选择。
低于模仿阈值5%的调光的明显优势之一在于FL7760可以或许将模仿和PWM相联合,供给混杂调光,无缝的联合了这两种方法,从而可以或许供给全规模调光功效,而不存在频闪和可闻噪声成绩。
和FL7740一样,FL7760还供给多种掩护功效,包含热关断和过流掩护。
总结
LED照明凭仗其低功耗、多功效性、和与智能照明计划的内涵兼容性而日趋遭到迎接,是以,设计师对机能的请求也愈来愈高,特殊是针对低待机功率下的运转才能和供给普遍调光规模的才能。
安森美半导体的FL7740 / FL7760组合等半导体器件知足了这些机能挑衅,并供给紧凑,低元件数目的处理计划,以极具竞争力的本钱供给最早进的照明电源处理计划。