鉅大LARGE | 點擊量:1521次 | 2020年06月16日
基于LLC諧振的LED驅動電源設計
摘要:針對大功率LED路燈照明應用,使用諧振拓撲結構解決驅動電源的效率問題。驅動電路前級采用臨界電流模式(BCM)下的升壓(Boost)拓撲實現AC/DC變換和pFC功能,后級采用LLC半橋拓撲構建DC/DC恒流源。兩級結構能充分利用Boost和LLC的高效率特性,從而使整體效率較高。介紹了電路工作原理和基本結構,詳細討論了重要磁芯元件的設計方法。在此基礎上制作了樣機,實驗結果表明,采用諧振拓撲的兩級結構降低了開關損耗,可以高效率的驅動LED路燈。關鍵詞:驅動電源;發光二極管;高效率1引言LED驅動電源效率的要求正在不斷提高,傳統的標準(或硬開關)反激式拓撲和雙開關正激拓撲已經逐漸被諧振或準諧振拓撲所取代。電感、電感、電容(LLC)三元件諧振變換器可實現全功率范圍內主開關管零電壓開關,次級整流二極管零電流開關,極大地降低了電路開關損耗,從而成為解決電源效率問題極具潛力的方法。此處應用LLC諧振半橋拓撲作為DC/DC變換,結合前級Boost模式的AC/DC電路,開發了一種大功率,高效率的LED驅動電源。
2原理介紹電路采取pFC+LLC半橋的兩級變換方法,其中pFC電路除了控制諧波外還具有電壓調整功能,以便于控制諧振部分的頻率變化范圍,LLC半橋采用開關恒流源設計方法,即反饋控制中引入電流環,相比其他恒壓電源+恒流模塊的方式具有更好的效率表現。驅動電源結構如圖1所示。
pFC預調節器以Boost拓撲實現,在BCM模式下,以L6562作為控制器。BCMBoost的一大優勢是,能夠在下一個開關周期開始之前感測Boost電感的去磁,使開關管零電流導通。后級LLC半橋諧振變換器的原理示意圖如圖2所示。由4部分構成:①方波發生部分,其用途是將輸入的直流電壓斬波為方波;②諧振網絡部分,供應一個隨頻率可調的電壓增益,同時得到諧振電流和電壓的相位差保證開關管ZVS的實現;③理想變壓器部分實現電壓變比的用途;④輸出整流部分得到直流功率輸出。
LLC諧振半橋的控制芯片采用FSFR2100集成控制芯片,該芯片內置高壓MOSFET,反饋端RT通過鏡像電流源調整開關頻率來調整諧振網絡輸出電壓。此外FSFR2100芯片自帶過溫、過壓保護,并且可以通過設置RT端電阻來限制開關頻率范圍,從而確保整個電路的可靠性。
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