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基于HiperPFS™-4和InnoSwitch4™-QR IC的两级100W隔离反激式LED驱动器

于HiperPFS™-4和InnoSwitch4™-QR IC的两级100W隔离反激式LED驱动器。

该驱动器专为LED灯带应用设计,能够在198VAC至305VAC的输入电压范围内提供24V/4.17A的稳定输出。

主要特点

1.
高效节能
>92%满载效率(@230VAC):该设计在满载条件下具有极高的效率,轻松满足DOE6和CoC Tier 2的效率要求。高功率因数(>0.93):在230-277VAC范围内,功率因数高,确保了电源的高效利用。低总谐波失真(THD<10%):在230-277VAC范围内,THD低,减少了对电网的干扰。
2.
低功耗设计
低无负载输入功率:在230VAC下,无负载输入功率仅为136mW,远低于DOE VI和CoC Tier 2的限值(300mW),显著降低了待机功耗。
3.
紧凑设计
低高度设计(<16mm):采用低高度组件,满足典型外形要求,适合空间受限的应用场景。低组件数量(62个):简化了电路设计,降低了成本和复杂性。
4.
保护功能完善
快速输入线路欠压/过压保护:确保电源在输入电压异常时能够及时保护。输出过流、过压和欠压保护:全面保护LED灯带免受异常电流和电压的影响。过温保护(OTP):防止电源因过热而损坏。符合2.5kV组合波和4kV环形波差模浪涌测试:提高了电源在恶劣环境下的可靠性。

设计细节

1.
输入整流和EMI滤波
采用桥式整流器BR1和共模电感L1、L2,以及差模电感L3和X电容C1、C2、C28进行EMI滤波。C3用于差模EMI滤波,其值经过优化以平衡传导EMI和功率因数。
2.
零损耗自动X电容放电CAPZero™-2
使用CAP200DG(U1)自动将X电容C1和C2放电至安全水平,满足SELV要求。当交流电源断开时,CAP200DG连接放电电阻R1和R2;当交流电压施加时,CAP200DG阻断放电电阻中的电流,减少功率损耗至小于5mW。
3.
采用HiperPFS-4的升压PFC
使用HiperPFS-4系列中的PFS7624C IC设计PFC电路。该设计额定连续输出功率为108W,提供400V的标称稳压输出电压,在负载和输入线路范围内保持高输入功率因数和高效率。升压电感T1和升压二极管D1与HiperPFS-4 IC U2一起构成升压转换器级,控制电源的输入电流,同时调节输出直流电压。
4.
InnoSwitch4-QR初级
该DC-DC级是隔离式反激转换器。变压器(T2)初级绕组的一端连接到整流后的直流母线,另一端连接到InnoSwitch4-QR IC(U3)中的功率开关的DRAIN引脚。整流二极管D6、电阻R16、R17和R19以及电容C15构成初级钳位电路,在关断期间减少因漏感引起的初级开关上的电压尖峰。C29用于减少满载开关频率下的传导EMI。RC缓冲器R13和C13有助于减少辐射EMI。
5.
InnoSwitch4-QR次级
InnoSwitch4-QR控制器IC的次级侧块由内部4.5V(VBPS)稳压器供电,该稳压器由VOUT或FWD引脚供电。次级旁路引脚连接到外部去耦电容C18,并从内部电压稳压器内部供电。为了最小化内部线性稳压器的功耗,添加了BPS的辅助偏置电源。该电源由D9、C22、D10和R28组成。此外,RC缓冲器(C20和R26)连接到D9两端,以减少辐射EMI。次级侧控制输出电压,提供输出电流检测,并提供同步整流MOSFET的栅极驱动。

性能数据

1.
效率
满载效率 vs 输入电压:在230VAC下,满载效率达到93.4%,在265VAC下达到94.1%。效率 vs 输出负载:在140VAC至305VAC范围内,效率随负载变化不大,在10%负载时仍保持在85%以上。
2.
功率因数
功率因数 vs 输入线路电压(满载):在230VAC至277VAC范围内,功率因数保持在0.98以上。功率因数 vs 输出负载:在140VAC至305VAC范围内,功率因数随负载变化不大,在10%负载时仍保持在0.8以上。
3.
总谐波失真(THD)
THD vs 输入线路电压(满载):在230VAC至277VAC范围内,THD低于7%。THD vs 输出负载:在140VAC至305VAC范围内,THD随负载变化不大,在10%负载时仍低于60%。
4.
输出电压调节
输出电压调节 vs 输入线路电压(满载):在230VAC至277VAC范围内,输出电压调节保持在1.77%以内。输出电压调节 vs 输出负载:在140VAC至305VAC范围内,输出电压调节随负载变化不大,在10%负载时仍保持在1%以内。
5.
无负载输入功率
在230VAC下,无负载输入功率为136mW,远低于DOE VI和CoC Tier 2的限值(300mW)。
6.
输出纹波电压
在100%负载和24V输出时,输出纹波电压低于120mVp-p;在50%负载时,输出纹波电压低于115mVp-p。
7.
热测试
在室温下,所有组件的温度均在热极限范围内。在55℃环境温度下,所有组件的温度也均在热极限范围内。

结论

全部回复(2)
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htwdb
LV.7
2
11小时前

对于100W的LED驱动器从满载效率、功率因数、谐波失真这些关键性指标性能是非常不错的。

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only one
LV.7
3
2小时前
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