75W全數控HB LED驅動器
發布時間:2018/8/23 10:11:53 訪問次數:1798
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- 46114-8200
- 4712KL-05W-B40-P00
- 47308-0001
- 47346-0001
本文討論的數控led驅動器可以輸出75w的功率,模擬和數字調光方法都能將led亮度降至最大亮度的0.5%。不論使用那種調光技術,led無閃爍可保持到0.5%亮度,這使其成為市場上獨一無二的led驅動方案。實驗結果表明,在寬輸入電壓和負載條件下,這款驅動器的能效很高,功率因數接近1,thd%失真度低,這歸功于意法半導體電源產品的性能優異以及在32位stm32f0 mcu上實現的控制策略。
本文提出的解決方案采用功率轉換數控方法,而非基于模擬ic的標準設計方法。
數控的主要優點是設置靈活,可以在任何給定條件下,實時調整參數和操作點,無需修改任何硬件,而模擬控制只能在特定范圍內調整。 兩種調光方式(模擬或數字)、調光控制(0-10v,無線通信)、調光分辨率、溫度監測、各種保護和通信功能等先進功能可以集成在一顆芯片上,不過,用數字技術實現這些功能比用模擬控制方法更容易, 因此,數控方案的成本效益更高。此外,在噪聲條件下,數字控制的穩定性高于模擬控制:數控解決方案不易受到元件容差、溫度變化和電壓漂移的影響。
新開發的led驅動器由stm32f071cb微控制器和三個不同功率級組成,如圖2所示。為實現最佳能效,pfc級和兩個dc-dc轉換器都是臨界導通模式(tm)。第一個降壓dc轉換器和第二個反向降壓轉換器都是恒流模式。反向降壓拓撲結構內的功率開關接地,而不是標準降壓拓撲的連接高邊開關。mcu和包括pm8841d、pm8834和l6395d在內的柵極驅動電路用于管理反激拓撲中的輔助開關電源,viper013ls(60 khz高壓離線轉換器)為mcu和柵極驅動器供電。在100%負載時,led驅動器系統的總體能效大約91%,這歸功于std11n60m2-ep n溝道600 v mdmeshtm m2 ep功率mosfet。
mcu的設置是檢測所有電源轉換器的電感電流過零檢測(zcd)信號和其它相關信號,從而控制mosfet柵極驅動信號。 該驅動板配備全面的保護功能,例如,短路保護、開路保護、輸入欠壓保護和輸入過壓保護。
為控制led的亮度,板載一個0-10v輸入和多個按鈕。借助mcu的先進定時器,led亮度可調至最大亮度的0.5%。 此外,驅動板還提供模擬調光和數字調光兩種方式。
在數字(pwm)調光中,led電流是頻率固定的(通常超過100hz)通斷電流。led始終在標稱電流值時點亮。 led的平均電流是總標稱電流與調光占空比的乘積,可以通過調整占空比來調整亮度。然而,在模擬調光情況下,led的電流是連續電流,但是,電流值本身會發生變化。 選擇正確的調光技術取決于該應用的性能指標。
控制算法
我們在stm32系列32位stm32f071cb mcu上驗證了led驅動器的控制算法。mcu控制這三個臨界導通模式功率級,在電感電流過零后立即啟動mosfet柵極。pfc級實現了比例積分(pi)控制環路,改善了控制環路的穩定性、線路轉換和調光步進特性,并在啟動階段降低了電流電壓過沖。 降壓和反向降壓轉換器都是滯后功率轉換器。 可用電路板上的模式開關選擇調光技術和控制功能。 無論選擇哪一種調光技術,亮度都可以降到最大亮度的0.5%。
數字調光是使用mcu的500hz定時器外設實現的。 按照調光值的大小,調整降壓和反向降壓轉換器的占空比。
模擬調光是使用mcu內部比較器和數模轉換器(dac)外設實現的。按照調光值的大小,借助dac調整內部比較器正相端的電流閾值(電感峰流)。 在臨界模式下控制電感峰值電流,只能將led的亮度降到某一定程度。為了處理好低亮度,需要強制兩個dc-dc轉換器進入非連續導通模式,
結果
我們計算了steval-lll004v1在不同負載時的總能效、功率因數和總諧波失真(thd)三個參數。在 230v ac 100%負載時,能效高于91%。http://yushuo1.51dzw.com/
十年來,高亮度led的能效(流明/瓦)、耐用性、可靠性和成本效益迅速提高,徹底改變了照明行業的格局。在不影響電路驅動性能和保護功能的前提下,開發一種以盡可能低的功耗取得所需光照度的led驅動器,是今天的照明燈具工程師所面臨的挑戰。
75w全數控hb led驅動器評估板能夠將led的亮度降至最大亮度的0.5%。這款led驅動器有兩個功率轉換級:前級是一個功率因數校正(pfc)轉換器,用于提供穩壓直流輸出,后級是并聯在一起的降壓轉換器和改進的降壓轉換器,如圖2所示。32位微控制器(mcu)通過數字技術控制pfc級和兩個dc-dc降壓轉換器。pfc級和兩個dc-dc轉換器的數控技術在成本效益和設置靈活性方面有明顯優勢。板載快速保護電路保證全部基本保護功能具有很高的可靠性。我們使用通用交流電源(85-265v)在整個亮度范圍(0.5-100%)對led驅動器進行了性能評測,實驗結果表明,各項功率品質參數均在通用交流電源諧波標準iec 61000-3-2的可接受范圍內。來源:電子產品世界
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本文討論的數控led驅動器可以輸出75w的功率,模擬和數字調光方法都能將led亮度降至最大亮度的0.5%。不論使用那種調光技術,led無閃爍可保持到0.5%亮度,這使其成為市場上獨一無二的led驅動方案。實驗結果表明,在寬輸入電壓和負載條件下,這款驅動器的能效很高,功率因數接近1,thd%失真度低,這歸功于意法半導體電源產品的性能優異以及在32位stm32f0 mcu上實現的控制策略。
本文提出的解決方案采用功率轉換數控方法,而非基于模擬ic的標準設計方法。
數控的主要優點是設置靈活,可以在任何給定條件下,實時調整參數和操作點,無需修改任何硬件,而模擬控制只能在特定范圍內調整。 兩種調光方式(模擬或數字)、調光控制(0-10v,無線通信)、調光分辨率、溫度監測、各種保護和通信功能等先進功能可以集成在一顆芯片上,不過,用數字技術實現這些功能比用模擬控制方法更容易, 因此,數控方案的成本效益更高。此外,在噪聲條件下,數字控制的穩定性高于模擬控制:數控解決方案不易受到元件容差、溫度變化和電壓漂移的影響。
新開發的led驅動器由stm32f071cb微控制器和三個不同功率級組成,如圖2所示。為實現最佳能效,pfc級和兩個dc-dc轉換器都是臨界導通模式(tm)。第一個降壓dc轉換器和第二個反向降壓轉換器都是恒流模式。反向降壓拓撲結構內的功率開關接地,而不是標準降壓拓撲的連接高邊開關。mcu和包括pm8841d、pm8834和l6395d在內的柵極驅動電路用于管理反激拓撲中的輔助開關電源,viper013ls(60 khz高壓離線轉換器)為mcu和柵極驅動器供電。在100%負載時,led驅動器系統的總體能效大約91%,這歸功于std11n60m2-ep n溝道600 v mdmeshtm m2 ep功率mosfet。
mcu的設置是檢測所有電源轉換器的電感電流過零檢測(zcd)信號和其它相關信號,從而控制mosfet柵極驅動信號。 該驅動板配備全面的保護功能,例如,短路保護、開路保護、輸入欠壓保護和輸入過壓保護。
為控制led的亮度,板載一個0-10v輸入和多個按鈕。借助mcu的先進定時器,led亮度可調至最大亮度的0.5%。 此外,驅動板還提供模擬調光和數字調光兩種方式。
在數字(pwm)調光中,led電流是頻率固定的(通常超過100hz)通斷電流。led始終在標稱電流值時點亮。 led的平均電流是總標稱電流與調光占空比的乘積,可以通過調整占空比來調整亮度。然而,在模擬調光情況下,led的電流是連續電流,但是,電流值本身會發生變化。 選擇正確的調光技術取決于該應用的性能指標。
控制算法
我們在stm32系列32位stm32f071cb mcu上驗證了led驅動器的控制算法。mcu控制這三個臨界導通模式功率級,在電感電流過零后立即啟動mosfet柵極。pfc級實現了比例積分(pi)控制環路,改善了控制環路的穩定性、線路轉換和調光步進特性,并在啟動階段降低了電流電壓過沖。 降壓和反向降壓轉換器都是滯后功率轉換器。 可用電路板上的模式開關選擇調光技術和控制功能。 無論選擇哪一種調光技術,亮度都可以降到最大亮度的0.5%。
數字調光是使用mcu的500hz定時器外設實現的。 按照調光值的大小,調整降壓和反向降壓轉換器的占空比。
模擬調光是使用mcu內部比較器和數模轉換器(dac)外設實現的。按照調光值的大小,借助dac調整內部比較器正相端的電流閾值(電感峰流)。 在臨界模式下控制電感峰值電流,只能將led的亮度降到某一定程度。為了處理好低亮度,需要強制兩個dc-dc轉換器進入非連續導通模式,
結果
我們計算了steval-lll004v1在不同負載時的總能效、功率因數和總諧波失真(thd)三個參數。在 230v ac 100%負載時,能效高于91%。http://yushuo1.51dzw.com/
十年來,高亮度led的能效(流明/瓦)、耐用性、可靠性和成本效益迅速提高,徹底改變了照明行業的格局。在不影響電路驅動性能和保護功能的前提下,開發一種以盡可能低的功耗取得所需光照度的led驅動器,是今天的照明燈具工程師所面臨的挑戰。
75w全數控hb led驅動器評估板能夠將led的亮度降至最大亮度的0.5%。這款led驅動器有兩個功率轉換級:前級是一個功率因數校正(pfc)轉換器,用于提供穩壓直流輸出,后級是并聯在一起的降壓轉換器和改進的降壓轉換器,如圖2所示。32位微控制器(mcu)通過數字技術控制pfc級和兩個dc-dc降壓轉換器。pfc級和兩個dc-dc轉換器的數控技術在成本效益和設置靈活性方面有明顯優勢。板載快速保護電路保證全部基本保護功能具有很高的可靠性。我們使用通用交流電源(85-265v)在整個亮度范圍(0.5-100%)對led驅動器進行了性能評測,實驗結果表明,各項功率品質參數均在通用交流電源諧波標準iec 61000-3-2的可接受范圍內。來源:電子產品世界