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1、照明灯具电源设计技术进行分析LED光源作为第四代新型节能光源自诞生之时即被用来做各类灯具的发光光源。 作为光源的白炽灯其发光效率只有百分之五，而LED光源的发光效率几乎接 近百分之五十。LED照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注 的焦点。这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又 节节下降，如今使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的能 照明光源已成为全球的海量需求，一个以制造LED照明灯具的新兴行业正在 崛起，产业链正在日益完善，技术正在日日更新。BP2808基本工作原理BP2808是专门驱动LED光源的恒流控制芯片。BP2808工作在连续电流模
2、式 的降压系统中，芯片通过控制LED光源的峰值电流和纹波电流，从而实 现LED光源平均电流的恒定。芯片使用非常少的外部元器件就实现了恒流控 制、模拟调光和PWM调光等功能。系统应用电压范围从12VDC到600VDC, 占空比最大可达100%；适用于交流85V-265V宽电压输入，主要应用于非隔 离的LED灯具电源驱动系统。BP2808采用专利技术的源极驱动和恒流补偿 技术，使得驱动LED光源的电流恒定，从交流85V-265V范围内变化小于 3%。结合BP2808专利技术的驱动系统应用电路，使得18W的LED日 光灯实用方案，在交流85V-265V范围内系统效率高于90%。在交 流 85V-26
3、5V输入范围内，BP2808 可以驱动从3W到36W的 LED光 源阵列，因此广泛应用于E14/E27/ PAR30 / PAR38 / GU10等灯杯和 LED日光灯。BP2808具有多重LED保护功能包括LED开路保护、LED短路保护、过温保 护。一旦系统故障出现的时候，电源系统自动进入保护状态，直到故障解除，系 统再自动重新进入正常工作模式。复用DIM引脚可进行LED模拟调光、 PWM调光和灯具系统动态温度保护。BP2808采用SOP8封装，如图1所示。BP2808管脚功能描述如表1。GND L科 VDC OVTIM RT GS NC图1BP2808的封装骨脚号骨脚名称描述1GND世号和
4、功率地LN昨值阑值的线电JK补偿采样LK和VBD之0ij的电压1JiVDD电源输入断輕须就迪按呀站电淬4OLT内部功率开黄的漏端.外部功率斤孟的源躺sNC悬空6CS追泊賈样竭.采-祥电阻接在CS和GND躺之阀7RT设定劝率幵关光断时间8DIM开黄使能、柵拟用IPWM谓壮端管脚号辔脚名称描述1GND僧号和功率地r.N蜂俏阑值的线电压补偿+采样応和顷之间的41托JVDD电源输入端.必须就近按呀跻屯客4oinr1却部功率fF X-的勲端.外祁功率jf瓷的源端5NC6cs电泊兜样嘉.釆扌羊电阻接在爲和術端上间7RT孵功率开耒关斷时何8DIM幵光便能、模拟和F収昭光端表1BP2808管脚功能描述LED日
5、光灯应用典型方案设计LED日光灯的LED光源灯条电源驱动方案有很多种，目前非隔离方案因其效 率高、体积小、成本低而占主流，而用PWM LED驱动控制器来做LED日 光灯驱动电源的又占绝大多数。事实上传统的荧光日光灯都是非隔离方案。以AC176V264V全电压输入为例，采用BP2808为主芯片来设计负载为小 功率多颗LED光源多串、多并的LED日光灯时，整个系统方案的设计方框 图思考如下：无源产FCI m睥叫|二|抗丽静| n | e毗軽| n全桥鳏I F咖卿毎补壁I3匹 |源蛊雲动r?A f诈口光源|图218W LED日光灯系统方案设计方框图全电路由抗浪涌/雷击保护、EMI滤波、全桥整流、无源
6、功率因素校正（PPFC）、 启动电压（包括前馈补偿、开机后的馈流供电、驱动变软）、恒流补偿、PWM控 制、源极驱动、LED光源阵列，以及采样电阻、Toff时间设定、储能电感、续 流二极管等各部分组成。LED光源阵列设计为0.06W白光LED（SMT或草帽灯）24个串联、12串并联的方案，驱动288个小功率WLED，总功率18W。18W LED日光灯系统主要参数设定如下：电源主要参数：输入电压：Vin=176V-264V工作频率： Fin=50Hz单个 LED 电压： Vled=3.2V单个LED电流：Iled=20mA （实际应用一般选择1619mA）系统效率： n=90%功率因数：PFC=0
7、.9电感电流纹波系数：= 65%相关参数计算及设定：输出电压：Vout=24s x 3.2V=76.8V输出电流：Iout=12p x 20mA=240mA输出功率：Pout=76.8 x 240=18.4W电感峰值电流：ILpk=240+（240 x 65%）=396mA电感纹波电流：ILrp=2 x （396-240）=312mA关断时间：Toff=10.8uSriR1H全旳i?益无滓PFC RJS启吨电EHm 二 读3!匚极性驱席更软Ca =按此数据思考，全电压18W LED日光灯开关恒流源的设计电路如图3所 示，其各部分的功能如红字所标注。图中抗雷击和EMI滤波组成EMC电路, 馈流供
8、电是利用已经做在芯片内部的整流二极管来实现的。LED进雾LMEQi源槻箋渤,采勵IHLToH Mil躬 i叽；汽.呻临制他流电委图318W LED日光灯的实用电路图从AC220V看进去，交流市电入口接有1A保险丝F1和抗浪涌/雷击的 压敏电阻Vzl;之后是EMI滤波器，由Ldl、Lcl和Cxi、Cx2组成； DB1是全桥整流器，内部是4个高压硅二极管；CE1、CE2、R10、D2D4组 成无源功率因数校正电路；BP2808芯片由R15、R16启动电阻降压经R17、C3前馈补偿，并由Dzi、 C2、R18与BP2808内部电路组成专利的恒流补偿电路稳压后给BP2808控 制电路供电，系统启动后由
9、于控制电路本身静态电流小，以及芯片内部存在 从OUT到VCC的馈流二极管可向BP2808提供工作电源，此时电 阻R15-17上通过的电流将大大降低，因而总的系统功耗也大大降低，系统效 率得到明显提高。专利的源极驱动电路由MOS管Qi、D6、Rg、Rt 、 Rcs与BP2808内部电路组成，其显著特点是有效降低功耗、提高恒流精度。 源极驱动方式的驱动电路使系统消耗电流减少，尤其是减少了传统的高压差供电 通路中类似R15-17上的电流，从而降低了功耗，提高了效率D6、Rg可使 开关开通驱动变软，关断驱动保持较强，既改善EMI，又尽量不牺牲效率。 与LED光源并联的输出滤波电容C0用以减少LED光源
10、上的电流纹波。BP2808的CS端采集电流采样电阻Rs1Rs2上的峰值电流，由内部逻辑在单周 期内控制OUT脚信号的脉冲占空比进行恒流控制，输出恒流与D5、LM1的续流电 路合并向LED光源恒流供电。LED光源阵列组合改变时，电阻Rs1Rs2的阻值 也要随之改变，使整个电路的输出电流满足LED光源阵列组合的要求。PCB板的排列是做好产品的关键，因此PCB板的走线要按电力电子安全规范要求 来设计。本电路可通用于T10、T8日光灯管，因两管空间大小不同，二块PCB 板的宽度将不同，要降低所有零件的高度，以便放入T10、T8灯管。图4是T10 恒流源板的实物照片，30个元件安装0.8毫米厚的环氧单面
11、印制板上。图418W LED日光灯开关恒流源的实物照片如是设计AC85V264V全电压输入，又要考虑PFC，可将LED光源阵列 设计成0.06W白光LED 12个串联、24串并联方案。目前可使用的LED日光灯驱动IC有好几种，其性能参数都有差异，现列表2供设 计选型参考。从中可见BP2808的固定Toff工作模式、100%占空比、芯片 工作电流仅0.2mA、效率达92%、恒流补偿和使用独特的源极驱动模式等特性,使其具有适用于LED照明灯具的明显优势.LED日光灯坚动1C产品性能参数比较表似1滋1陸动器为例）工作最K芯片要动*SizupWJ&S功車宕隸犊式占空比电率g按式电盍效率保护tJ9U#X
12、X9910固左FO5D*大攝撥婁动t-2 E7. 5V90无无很难NOXXJ107固定F汰0-50*大療板韭功1-2 12VfiS无JEft*YESXJ(删囚花Fk0-50*大欄扱要动1-?嵌7W90无无uNOXX870困龙Fs(bfiO*大12祐$.6V如无无NOXX3C6o-w*大眦塑功J-2 AnM55XaNOXX991GG固定0100申欄帳更动1-2 M?.5V90无较聲&NOW3-W5iTorffQ-100申Z J2V85XmsVE5XX3&10因定ToffOICO中1-2曲7. IV35a:萬YESBP?SOS冈龙Toff0-1W0 2 mA2V92W较易IEMJA50歡删拽斋50救黑谴摂爲zta : ft 17；71 Hi_J_.- H ?8_.
照明灯具电源设计技术进行分析
