TI專場:如何消除AC驅動器的8個常見誤區?
發布時間:2015-06-03 責任編輯:sherry
【導讀】實現相位可調光低紋波 LED 驅動器的最低成本方法是什麼?不是開關穩壓器,而是支持動態負載的線性穩壓器。這裏有一些與使用線性離線 LED 驅動器解決方案有關的最常見問題。
1. 為什麼照明設計人員要使用電解質電容器?
沒有那種元件能以電解質電容器的價位提供相應的大容量存儲。如果在製造和裝配過程中經過精心挑選、采購和處理,它們可能會非常可靠。事實上,認為電解質電容器是 LED 驅(qu)動(dong)器(qi)係(xi)統(tong)中(zhong)可(ke)靠(kao)性(xing)最(zui)差(cha)的(de)元(yuan)件(jian)的(de)這(zhe)種(zhong)觀(guan)點(dian)是(shi)錯(cuo)誤(wu)的(de),因(yin)為(wei)有(you)四(si)至(zhi)六(liu)種(zhong)其(qi)它(ta)元(yuan)件(jian)比(bi)電(dian)解(jie)質(zhi)電(dian)容(rong)器(qi)更(geng)容(rong)易(yi)引(yin)起(qi)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)。電(dian)解(jie)質(zhi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)終(zhong)結(jie)時(shi)間(jian)通(tong)常(chang)定(ding)義(yi)為(wei)在(zai)電(dian)容(rong)降(jiang)低(di) 50% 或等效串聯電阻 (ESR) 提高一倍的時候,(ESR 的翻倍在這裏幾乎沒什麼影響,但電容器的使用壽命接近終結時間,因此它可能不會提升 1 倍)。電解質產品的大多數問題在於低成本反激式電源(例如低成本的 PC 電源)可將極高的紋波送入有時高達 85°C 的短使用壽命器件中。通過大量研究和計算可得出電解質產品的實際平均使用壽命。設計一款在 85°C 以下工作溫度下滿足 50KHrs 應用需求的燈泡電路並不難。請注意,提供三個電容器不會將使用壽命縮短 1/3,這是一種損耗機製,因此使用壽命確實不會縮短。還應注意,反激式/升壓燈泡電源中薄弱環節的電解質電容器一般是偏置電源。小直徑電解質產品使用壽命更短。問題的關鍵是:電解質電容器在使用壽命臨近結束時不會爆漿,如果您的電路在設計上能經受電容降低和電阻升高,那可能就沒有問題。

TPS92411 功能方框圖
所有單級功率因數校正 LED 電源設計都將需要電解質電容器來減少紋波。電源是不是開關模式的不重要,但必須將線路頻率紋波降低 2 倍bei。當dang然ran,不bu同tong的de拓tuo撲pu可ke提ti供gong更geng好hao的de紋wen波bo性xing能neng,但dan現xian實shi情qing況kuang是shi市shi場chang需xu要yao極ji低di成cheng本ben的de電dian源yuan解jie決jue方fang案an,用yong於yu替ti代dai電dian燈deng。因yin此ci,我wo在zai這zhe裏li給gei持chi否fou定ding態tai度du的de人ren提ti一yi個ge問wen題ti:告訴我們大家一種不使用電解質電容器但總體材料清單成本不足 1.50 美元的低紋波單級功率因數校正 LED 驅動器,因為這是市場需要的。
對於單級功率因數校正設計的能量存儲需求,經證實德州儀器 (TI) 采用 TPS92411 的浮動開關架構在存儲要求方麵與其它單級設計相同。
2. 取消磁性組件電容器及濾波器電容器有何意義?
這樣做有很多優勢。首先是成本。矽、塑料和銅比大部分材料要便宜,尤其是鐵磁材料。因此,可以放心大膽地說,在一切都確定時,解決方案包含的矽材料越多、其它“東西”越yue少shao,它ta就jiu越yue便bian宜yi。此ci外wai,就jiu調tiao光guang性xing能neng而er言yan,相xiang位wei調tiao光guang的de主zhu要yao問wen題ti之zhi一yi是shi在zai調tiao光guang器qi中zhong的de濾lv波bo器qi電dian路lu與yu開kai關guan穩wen壓ya器qi的de輸shu入ru濾lv波bo器qi之zhi間jian存cun在zai諧xie振zhen。即ji使shi是shi低di EMI 的升壓穩壓器,也需要一款至少兩個極點的 EMI 濾波器。預先最大限度地減少電抗組分,在大多數情況下都能顯著改善調光性能、減少閃爍幾率。因此,去掉開關穩壓器及其相關磁組件具有極大的優勢(還有易於設計、易於通過認證以及易於通過傳導與輻射 EMI 認證等優勢)。
3. 我能使用低成本 TRIAC 調光器通過 TPS92411 實現 5-100% 的調光嗎?
絕對沒有問題,實際效果非常好,比大部分開關解決方案還好。
4. TPS92411 有助於達到與變壓器隔離開關模式驅動器相同的 UL 認證/LED 安全隔離標準嗎?
我們(行業)zuichucaiyongwanquangelidefangan,yinweiwomenmeiyoushishifeigelijishusuoxudecailiao,nageshidaiyijingguoqule。zaibeimei,xianyihenshaoyourenrengzaishiyonggelishiqudongqi,yinweifeigelishiqudongqinenggaishanzongtixitongchengbenyuzhengtixiaolv。qingzhuyiguojihua 230V 解決方案,以盡快進行該技術升級。
5. TPS92411 能像一般恒流驅動器那樣適用於各種電壓/電流組合嗎?
能否在同等條件下提供選擇任何串聯/並(bing)聯(lian)燈(deng)串(chuan)電(dian)壓(ya)的(de)相(xiang)同(tong)靈(ling)活(huo)性(xing)嗎(ma)?歸(gui)根(gen)結(jie)底(di)還(hai)是(shi)成(cheng)本(ben)問(wen)題(ti)。考(kao)慮(lv)可(ke)調(tiao)光(guang)性(xing)以(yi)及(ji)效(xiao)率(lv)和(he)成(cheng)本(ben)優(you)化(hua)時(shi),沒(mei)有(you)哪(na)種(zhong)單(dan)級(ji)低(di)成(cheng)本(ben)驅(qu)動(dong)器(qi)不(bu)經(jing)過(guo)調(tiao)整(zheng)就(jiu)能(neng)驅(qu)動(dong)各(ge)種(zhong)負(fu)載(zai)。一(yi)定(ding)要(yao)注(zhu)意(yi),我(wo)們(men)並(bing)沒(mei)有(you)說(shuo)線(xian)性(xing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)(例如基於 TPS92411 的解決方案)在所有方麵都強於所有開關模式解決方案,這也不是我們的目的。我們的努力方向是為市場提供各種用於權衡性能、成本和複雜性的解決方案,我們相信這些線性解決方案會在具有適當性能的低成本解決方案中扮演重要角色。
6. 我可否進行一項設計,然後像使用開關一樣,通過簡單的電流傳感電阻器調整它的最後功率級,以確保針對我的散熱係統優化功率級?
是的,當然可以。
7. TPS92411 可通過 90 至 130V AC 電壓高效工作嗎?
可以,能實現 85% 的效率,線路電壓增加後會有所降低,但降幅不會太大。在這種寬泛電壓下,應該有大約 3% 的下降(添加一個功率級可將效率提高到 88% 以上,但這需要考慮性價比問題)。
8. 我聽說這種拓撲不適合商用燈具目前所需的 0-10V DMX 或 DALI 調光方案,是真的嗎?
沒有哪個單級功率因數校正 LED 驅(qu)動(dong)器(qi)不(bu)花(hua)很(hen)大(da)代(dai)價(jia)就(jiu)能(neng)在(zai)較(jiao)高(gao)頻(pin)率(lv)下(xia)進(jin)行(xing)脈(mai)寬(kuan)調(tiao)製(zhi),否(fou)則(ze),就(jiu)會(hui)產(chan)生(sheng)紋(wen)波(bo)和(he)其(qi)它(ta)頻(pin)閃(shan)問(wen)題(ti)。但(dan)它(ta)們(men)可(ke)以(yi)進(jin)行(xing)模(mo)擬(ni)調(tiao)光(guang),而(er)且(qie)該(gai)拓(tuo)撲(pu)也(ye)可(ke)以(yi)。大(da)部(bu)分(fen)通(tong)信(xin)線(xian)路(lu)必(bi)須(xu)進(jin)行(xing)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)隔(ge)離(li),該(gai)架(jia)構(gou)不(bu)會(hui)阻(zu)礙(ai)相(xiang)應(ying)的(de)正(zheng)確(que)實(shi)施(shi)。
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