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(多图) 基于PLC810PG控制IC的LED路灯驱动电路

维库电子?? 2011年10月28日 ?? 收藏0

  目前LED应用的一个热点就是LED 的道路照明。LED路灯技术主要有两大部分:一个是离线(off2line) LED驱动电源技术;另一个是LED 路灯模块及其散热和灯具技术。

  由于用来取代高压钠灯等传统光源用于道路照明的LED路灯功率往往远超过75 W,因此要求LED路灯电源AC输入电流谐波含量必须符合IEC610002322等标准规定限制。为此, LED路灯电源必须采用功率因数校正( PFC) 。

  LED路灯电源大多采用开关型电源( SMPS)拓扑结构。由于LED路灯功率通常达150 W 以上,不宜再沿用单开关反激式电路,而必须采用支持相应功率的电路拓扑,例如半桥LLC谐振拓扑结构。

  1 半桥LLC谐振拓扑结构

  半桥双电感加单电容(LLC)谐振转换器基本结构如图1 所示。在图1 中, Q1 和Q2 是半桥开关(MOSFET) , CR , LR 和变压器T1初级绕组线圈LM 组成LLC谐振电感器LR ,将其结合进变压器初级之中,如图2所示。对于图2所示的电路拓扑,仍称作LLC谐振结构,而不称其为LC谐振拓扑。

半桥LCC谐振转换器基本结构

图1 半桥LCC谐振转换器基本结构

  LLC谐振电路拓扑能提供较大的输出功率,保证半桥MOSFET的零电压开关(ZVS) ,具有高效率。

将LLC谐振电感器并入到变压器初级

图2 将LLC谐振电感器并入到变压器初级

  2 PFC/LLC控制器PLC810PG

  PLC810PG是美国Power Integrations ( P I)公司推出的一种新型控制IC。这种控制IC采用24引脚窄体塑料无铅封装,引脚配置如图3所示。

PLC810PG引脚排列

图3 PLC810PG引脚排列

  PLC810PG芯片集成了连续电流模式(CCM) PFC控制器和PFC开关(MOSFET)驱动器、半桥LLC谐振控制器及半桥高、低端MOSFET驱动器,如图4所示。

PLC810PG功能框图

图4 PLC810PG功能框图

  2. 1 PFC控制器

  PLC810PG的CCM PFC控制器只有4个引脚(除接地端外) ,是目前引脚最少的CCM PFC控制器。这种PFC控制器主要是由运算跨导放大器(OTA) 、分立电压可编程放大器(DVGA) 和低通滤波器(LPF) 、PWM电路、PFC MOSFET驱动器(在引脚GATEP上输出)及保护电路组成的。PFC控制器有两个输入引脚,即引脚ISP (3)和FBP (23) 。

  FBP引脚是PFC升压变换器输出DC升压电压的反馈端,连接OTA 的同相输入端。OTA 输出可视为是PFC控制器等效乘法器的一个输入。OTA在引脚VCOMP (1)上的输出,连接频率补偿元件。反馈环路的作用是执行PFC输出DC电压调节和过电压及电压过低保护。IC 引脚FBP 的内部参考电压VFBPREF = 2. 2 V。如果引脚FBP上的电压VFBP > VOVN= 1. 05 ×2. 2 V = 2. 31 V, IC则提供过电压(OV)保护,在引脚GATEP上的输出阻断。如果电压不足使VFBP <V IN (L ) = 0. 23 ×2. 2 V = 0. 506 V, PFC电路则被禁止。如果VFBP < VSD (L ) = 0. 64 ×2. 2 V = 1. 408 V,LLC级将关闭。

  PLC810PG的ISP引脚是PFC电流传感输入,用作PFC算法控制并提供过电流(OC)保护。PFC在ISP引脚上的过电流保护(OCP) 解扣电平是- 480mV。

  2. 2 LLC控制器

  半桥LLC谐振控制器的FBL引脚是反馈电压输入端。流入引脚FBL的电流越大, LLC转换器的开关频率则越高。LLC 级最高开关频率由连接在引脚FMAX与引脚VREF ( 3. 3 V)之间的电阻设定,可达正常工作频率(100 kHz)的2~3倍。引脚FBL还提供过电压保护。引脚ISL ( 22)为LLC级电流传感输入端,提供快速和慢速(8个时钟周期)两电平过电流保护。死区时间电路保护外部两个MOFET不会同时导通,并突现零电压开关( ZVS) 。

  PFC和LLC频率和相位同步化,从而减小了噪声和EM I。PFC电路不需要AC输入电压感测作为控制参考,这是区别于其他同类控制器的标志之一。

  PLC810PG的引脚VCC (7)导通门限是9. 1 V,欠电压关闭门限是8. 1 V。VCC电压可选择12~15 V。

  3 采用PLC810PG的150W LED路灯电源

  采用PLC810PG的150 W LED路灯电源电路如图5所示。

输入滤波器

(a)输入滤波器、PFC主电路和偏置电源

PFC控制输入与LLC变换器

(b) PFC控制输入与LLC变换器

图5 采用PLC810PG的150W LED路灯电源


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PLC810PG? LED路灯? PFC? LLC变压器?

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