如何設計出高能效低消耗的LED照明系統(tǒng)

我們大多數(shù)人都希望自己的努力能得到回報，而還有些人可能更希望不勞而獲。這兩種情況很少同時發(fā)生，但LED照明卻有可能實現(xiàn)此。眾所周知，LED功耗低，這意味著從幾乎任何其他形式的照明轉(zhuǎn)向LED都將省錢，而無任何代價。它的‘附加’特點是，因為您用更少的能量來點亮您的家或辦公室，也會對環(huán)境有所幫助。

從消費者的角度來看，LED提供了有益于環(huán)境和省錢的回報，如果您從另一個角度看，這就像不勞而獲（不包括初始支出）。但真的這么簡單嗎？理論上應該是，但現(xiàn)實情況是您節(jié)省的可能會有所不同，這取決于您的LED將交流轉(zhuǎn)換成直流有多高能效。這不是消費者通常會查看的東西，我們可以認為，市場還不成熟，不太關注于此。但實際上，這只是在給未來制造問題。

高能效功耗低的LED照明設計

當然，立法規(guī)定，LED和任何其他形式的照明一樣，必須遵守某些功率因數(shù)校正（PFC）規(guī)格。此外，總諧波失真（THD）正越來越重要。制造商需要開發(fā)滿足地區(qū)強制要求的方案，但這些方案滿足這些要求的程度將決定消費者可預期的節(jié)省的總功耗。為了使制造商在多個地區(qū)開展業(yè)務更加困難，這些規(guī)范在世界各地并不一致。在一個地區(qū)可以容許的可能在另一個地區(qū)是不兼容的，這意味著原始設備制造商（OEM）要么需要開發(fā)多個特定區(qū)域的方案，要么需要標準化一個符合多個規(guī)范的方案。

在沒有一個“萬能的”方案的情況下，OEM可能會選擇提供針對每個地區(qū)優(yōu)化的不同設計，或者干脆放棄某些市場。這兩個選擇都不是理想的，因為第一個選擇會帶來更復雜的構(gòu)建和物料單（BOM），而第二個選擇會關閉潛在的有價值的銷售渠道。制造商真正需要的是提供一種方案來滿足多個地區(qū)的要求，同時不對其核心市場構(gòu)成相應的成本劣勢。事實上，我們幾乎可以說，他們希望努力就能有所獲，同時不付出代價就有所獲。

有許多應用于LED的電源拓撲，一些比另一些好。同時，這可能表明市場仍然相對不成熟，沒有一個萬能的方案。例如，對于需要適合現(xiàn)有燈泡內(nèi)占位的方案，尺寸和散熱至關重要。在這些相對較低功率的應用（低于100 W）中，單級轉(zhuǎn)換器就足夠了，首選的方案是初級端整流（PSR），因為它支持使用較小的繞線器件。我們的目標是使一個完整的方案，包括電源整流、轉(zhuǎn)換、調(diào)節(jié)和LED，符合傳統(tǒng)燈泡般大小的尺寸。這意味著更換的LED可以直接插入現(xiàn)有的照明燈具，無需任何進一步的修改，給消費者盡可能最好的用戶體驗。

真正的挑戰(zhàn)來自選擇適合的轉(zhuǎn)換器，提供高能效和符合多個地區(qū)要求的PFC和THD。大多數(shù)針對100 W以下應用領域的轉(zhuǎn)換器使用非連續(xù)導通模式（DCM），這種模式可提供良好的THD，但通常以相對較大的變壓器為代價。NCL3038x系列單級PSR反激式降壓/升壓轉(zhuǎn)換器，使用臨界導通模式（CrM），正在改變OEM對于LED驅(qū)動器設計的方式。

事實上，該轉(zhuǎn)換器結(jié)合三種模式：負載超過80%時使用CrM，負載低于80%時使用谷底模式，負載極低時（如待機模式）使用頻率返走。這使得PFC超過0.95，THD小于10%，使得一種設計適用于多個市場。

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