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[導(dǎo)讀]摘要: UCC28810是一種需要功率因數(shù)校正( PFC )的低到中功率流明應(yīng)用的LED 普通照明電源控制器。該文介紹了UCC28810的引腳功能和特點(diǎn)以及基于UCC28810的LED照明電源電路。引言目前LED已經(jīng)開始步入普通照明領(lǐng)域。從

摘要: UCC28810是一種需要功率因數(shù)校正( PFC )的低到中功率流明應(yīng)用的LED 普通照明電源控制器。該文介紹了UCC28810的引腳功能和特點(diǎn)以及基于UCC28810的LED照明電源電路。

引言

目前LED已經(jīng)開始步入普通照明領(lǐng)域。從全球的情況來(lái)看, LED 普通照明驅(qū)動(dòng)電路要采用工頻市電電源供電(即離線式驅(qū)動(dòng)電路)。就其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而言, 主要是隔離型反激式轉(zhuǎn)換器開關(guān)電源方案。對(duì)于200W 以上的LED 路燈, 則選擇雙電感單電容( LLC )半橋諧振拓?fù)洹T?00W 以下的LED 照明驅(qū)動(dòng)電源中, 單級(jí)PFC 反激式電路拓?fù)涫亲罴呀鉀Q方案。德州儀器( TI)公司推出的UCC28810普通照明電源控制器, 不僅支持單級(jí)PFC 反激式變換器和Triac 調(diào)光, 同時(shí)還支持兩級(jí)PFC 電源拓?fù)洹?/p>

1 UCC28810引腳功能和特點(diǎn)

1. 1 UCC28810封裝與引腳功能

UCC28810采用8引腳SO IC 封裝, 引腳排列如圖1所示。

為了正確應(yīng)用UCC28810, 必須了解其各個(gè)引腳功能, 見表1。

表1 UCC28810引腳功能

1. 2 UCC28810的主要特點(diǎn)

UCC28810是一種單級(jí)PFC 離線式LED 照明電源控制器, 可以控制臨界導(dǎo)通模式( C rM ) 操作的反激、降壓( buck)或升壓( boost)變換器, 能夠與傳統(tǒng)墻上調(diào)光器接口。UCC28810含有一個(gè)用于反饋誤差處理的跨導(dǎo)電壓放大器、一個(gè)用來(lái)產(chǎn)生與輸入電壓成正比的電流指令的電流參考發(fā)生器、一個(gè)電流傳感比較器、PWM 邏輯及驅(qū)動(dòng)外部功率MOSFET 的驅(qū)動(dòng)器。

UCC28810提供過(guò)電壓保護(hù)( OVP)、反饋開路保護(hù)和使能( enable)電路。

UCC28810的VDD導(dǎo)通門限電壓是15. 6 V, 欠壓關(guān)斷門限電平是9. 7 V, 鉗位電壓為19 V, 靜態(tài)工作電流為4mA。

UCC28810用于控制LED 普通照明驅(qū)動(dòng)電源, 應(yīng)用領(lǐng)域有工業(yè)照明、商業(yè)照明、住宅照明以及街道、道路、停車場(chǎng)照明和建筑與裝飾照明。

2 基于UCC28810的34W單級(jí)PFC反激式LED恒流驅(qū)動(dòng)電源

基于UCC28810的34W 單級(jí)PFC反激式LED 恒流驅(qū)動(dòng)電源電路如圖2所示。這種帶PFC 的隔離型單級(jí)反激式離線LED 驅(qū)動(dòng)電路的AC 輸入電壓范圍為180~ 265 V, 輸出DC 電壓為10 ~ 48 V, 輸出恒流為700mA, 可以驅(qū)動(dòng)3~ 13個(gè)串聯(lián)連接的LED, 最大輸出功率為34 W , 效率達(dá)90%, 線路功率因數(shù)PF> 0. 9。

在圖2中, 輸入端F1 為保險(xiǎn)絲, L 1、L 2和C 3、C 1為輸入EM I濾波器, D1 是橋式整流器, D2、D3、R 9、R 14、R 19、C 9組成輸入電壓檢測(cè)電路, R 1和R 4是U2(UCC28810D) 引腳VDD 上的啟動(dòng)電阻, R 8、D7、C 7、D 8、R 7、Q1和D6、C6等組成U 2(引腳VDD )偏置穩(wěn)壓電源電路, Q 2為初級(jí)功率開關(guān), 變壓器初級(jí)繞組( T1的引腳④與⑤之間)上并接的R 2、R 3、C 2、D4組成Q2漏極上RCD 型鉗位電路, Q2源極上串聯(lián)的R 23為初級(jí)電流傳感電阻, T1偏置繞組(① 與② 端)同時(shí)提供變壓器零能量( TZE )檢測(cè)信號(hào)(經(jīng)R 21、R 20、C 12傳送至U2的TZE 引腳)。

D5、C 4 和C 5組成次級(jí)整流濾波電路。R 5 為輸出電流傳感電阻, U1(U1B+ U1A )作為電流感測(cè)放大器使用, 執(zhí)行輸出恒流調(diào)節(jié)。U 3為光電耦合器, 對(duì)次級(jí)到初級(jí)的反饋起隔離作用。T1次級(jí)引腳⑨與⑩之間的繞組及D9、R 18、D12、Q3和C 10等組成次級(jí)偏置穩(wěn)壓器, 為U 1和U 3提供偏置。D10用作輸出開路鉗位( 51 V )保護(hù)。

U2通過(guò)引腳V INS對(duì)AC 輸入電壓的檢測(cè), 可以強(qiáng)制峰值開關(guān)電流跟蹤輸入電壓的變化, 從而提高系統(tǒng)功率因數(shù)。

3 采用UCC28810的240W LED路燈驅(qū)動(dòng)電源

UCC28810不但具有單級(jí)PFC 反激式變換器控制功能, 同時(shí)支持獨(dú)立PFC升壓變換器架構(gòu)。圖3為采用UCC28810的240W LED 路燈驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要有三級(jí): 在橋式整流器之后是基于UCC28810的PFC升壓跟隨器級(jí); 第二極是基于UCC28811的恒流降壓( Buck)級(jí), 它與PFC 級(jí)一樣, 工作在臨界導(dǎo)通模式( C rM ) ; 第三級(jí)為隔離級(jí), 為半橋諧振LLC 轉(zhuǎn)換器, 用TPS92020作為驅(qū)動(dòng)器IC。

圖3所示的隔離型離線式LED驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)規(guī)格見表2。

表2 設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)

半橋諧振LLC轉(zhuǎn)換器可以采用多變壓器配置, 如圖4所示。圖中所示的串聯(lián)輸入多并聯(lián)LED 驅(qū)動(dòng)方案, 有利于散熱管理, 無(wú)需反饋, 成為L(zhǎng)ED 照明模塊的一種重要驅(qū)動(dòng)方案。

4 采用UCC28810的Triac調(diào)光LED照明電源

對(duì)于LED 普通照明來(lái)說(shuō), 傳統(tǒng)三端雙向可控硅( Triac)調(diào)光方式被普遍看好, 這是因?yàn)門riac調(diào)光器電路簡(jiǎn)單, 成本低廉, 當(dāng)用LED 燈具替代白熾燈時(shí), 可以使用白熾燈墻上Triac調(diào)光器對(duì)LED進(jìn)行調(diào)光。圖5為基于UCC28810的Triac 調(diào)光LED 照明電源系統(tǒng)框圖。

白熾燈是一種電阻性負(fù)載, 而LED驅(qū)動(dòng)電源與白熾燈的情況完全不同, 因此使用傳統(tǒng)T riac相控調(diào)光器對(duì)LED 進(jìn)行調(diào)光, 必須相應(yīng)附加專門的電路, 對(duì)Triac調(diào)光狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè), 以保證在AC 線路半周期的Triac導(dǎo)通角內(nèi)為T riac提供必要的維持電流( IH ) , 當(dāng)AC線路電壓過(guò)零時(shí)確保T riac關(guān)斷。

圖6 為Tr iac 調(diào)光25W LED 照明電源的輸入EM I濾波器電路。L 1、L 2和C 1、C 2 組成的共模和差模LC輸入EM I濾波器, 是為滿足EM I規(guī)范要求而設(shè)置的。當(dāng)T riac 調(diào)光器被應(yīng)用時(shí), 為防止在Triac 與LC濾波器之間產(chǎn)生振蕩, 在電感器L2兩端連接了一個(gè)由L3和R 5串聯(lián)而成的阻尼網(wǎng)絡(luò)。

基于圖5所示架構(gòu)的實(shí)際25W Triac調(diào)光LED照明用電源, AC 輸入電壓范圍達(dá)85~ 305 V, 線路功率因數(shù)> 0. 9, 輸出DC 電壓約為36 V, 輸出恒流為700 mA, 可以10 個(gè)串聯(lián)在一起的C ree XLamp7090XRE白光LED, 系統(tǒng)效率達(dá)89% .

5 小結(jié)

UCC28810型LED 普通照明電源控制器, 支持單級(jí)PFC 反激式變換器電路拓?fù)浜蛡鹘y(tǒng)Triac相位控制調(diào)光器調(diào)光。

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