在路燈應用中,一種可行的配置是創(chuàng)建300V/0.35安培負載的80個串聯(lián)的LED。在選擇電源拓撲結(jié)構(gòu)時,需要制定隔離和功率因數(shù)校正(PFC)相關(guān)要求。隔離需要大量的安全權(quán)衡研究,其中包括提供電擊保護需求和復雜化電源設計之間的對比權(quán)衡。在這種應用中,LED上存在高壓,一般認為隔離是非必需的,而PFC才是必需的,因為在歐洲25瓦以上的照明均要求具有PFC功能,而這款產(chǎn)品正是針對歐洲市場推出的。
就這種應用而言,有三種可選電源拓撲:降壓拓撲、轉(zhuǎn)移模式反向拓撲和轉(zhuǎn)移模式(TM)單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)拓撲。當LED 電壓大約為80伏特時,降壓拓撲可以非常有效地被用于滿足諧波電流要求。在這種情況下,更高的負載電壓將無法再繼續(xù)使用降壓拓撲。那么,此時較為折中的方法就是使用反向拓撲和SEPIC拓撲。SEPIC具有的優(yōu)點是,其可鉗制功率半導體器件的開關(guān)波形,允許使用較低的電壓,從而使器件更為高效。在該應用中,可以獲得大約2% 的效率提高。另外,SEPIC 中的振鈴更少,從而使EMI濾波更容易。圖1顯示了這種電源的原理圖。

圖1:轉(zhuǎn)移模式SEPIC發(fā)揮了簡單LED驅(qū)動器的作用。
該電路使用了一個升壓TM PFC 控制器來控制輸入電流波形。該電路以離線為C6充電作為開始。一旦開始工作,控制器的電源就由一個 SEPIC電感上的輔助繞組來提供。一個相對較大的輸出電容將LED 紋波電流限定在DC電流的20%。補充說明一下,TM SEPIC中的AC電通量和電流非常高,需要漆包絞線和低損耗內(nèi)層芯板來降低電感損耗。
圖2和圖3顯示了與圖1中原理圖相匹配的原型電路的實驗結(jié)果。與歐洲線路范圍相比,其效率非常之高,最高可達92%。這一高效率是通過限制功率器件上的振鈴實現(xiàn)的。另外,正如我們從電流波形中看到的一樣,在96%效率以上時功率因數(shù)非常好。有趣的是,該波形并非純粹的正弦曲線,而是在上升沿和下降沿呈現(xiàn)出一些斜度,這是電路沒有測量輸入電流而只對開關(guān)電流進行測量的緣故。但是,該波形還是足以通過歐洲諧波電流要求的。

圖2:TM SEPIC具有良好的效率和高PFC效率。

圖3:線路電流輕松地通過EN61000-3-2 Class C標準。