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大功率LED驱动电源设计中MOS管的应用——微碧VBsemi mos管 场效应管
转载 :  zaoche168.com   2021年04月07日

LED的发光原理


         LED中含有N型半导体和P型半导体。N型半导体带有额外电子,P型半导体富有“空穴”,多余电子可以通过空穴实现转移,从一个空穴转移到另一个空穴,从而产生电流,当有正向电流通过晶片时,电子就会与P区中的空穴进行结合,然后就会发射光子,这就是半导体发光二极管为什么会发光的原因。

LED的优点


         ⚫半导体发光二极管(Light Emitting Diode,LED),使用寿命长,可达到十万小时,耗电量小,较普通白炽灯更为稳定。较长的寿命赋予了发光二极管较好的稳定性,使发光二极管被广泛应用到工业生产中作为指示灯。
         ⚫LED作为冷光源,和身为暖光源的传统白炽灯相比,它所产生的热量比传统白炽灯低,进而有更多的电能转化为了光能,发光效率更高。传统白炽灯所转换的光能仅为其所受到的高温热辐射的10%左右。
         虽然LED有诸多优点,但是却受到了LED驱动电源的制约,进而减小了LED成本优势。因此,现在需要设计的大功率LED驱动电源要更关注其功率因数、效率及安全性。


大功率LED驱动电源的设计要素


⚫功率因数符合国标GB/T17625.1-2003
⚫驱动电源要使LED所通过的电流在任何情况下保持稳定,根据建议,LED的电流波动最好保持在平均电流的20%之内
⚫驱动电源转换效率提高,达到节能目的,减少电源耗损,提高电源寿命及稳定性。
⚫寿命要与LED的相匹配
⚫为了安全性,一般采用隔离式电源拓扑结构。
         2014年,Ma Yibo设计了一款功率为320W的LED路灯驱动电源,采用APFC+半桥LLC的两极电路拓扑结构模式。他设计的APFC电路基于Boost-APFC的改进型FOT模式,采用智能驱动芯片TEA1795T(外驱动)同步整流技术进一步提高电源的效率,有效降低了损耗。

320W LED恒流驱动电源硬件样机参数
⚫输入电压AC 100V-260V
⚫输出电压DC 40V/8A
⚫功率因数大于等于0.98
⚫转换效率大于92%
⚫输出恒定电流精度为±1%

 


【图1.样机总电路】


APFC主电路参数 


⚫输入电压AC 100-260V
⚫输出电压400V
⚫输出功率320W
⚫功率因数(PF)大于等于0.98
⚫输出波纹电压变化率小于等于20%

 


【图-APFC原理图】

 


【图3.改进型FOT方案电路图】


APFC中MOS管的选择参数


⚫输入峰值电流5.02A
⚫额定电压600V
可选择的VBsemi微碧MOS管型号:
①VBM165R20S
②VBZM20N60
③VBMB165R20
④VBMB165R20S
⑤VBZMB20N65S


半桥LLC主电路的选择参数


⚫输入电压360-430V
⚫额定输入电压400V
⚫输出电流8A
⚫输出电压40V
⚫输出功率320W
⚫品质因数Qzvs=0.399

 


【图4.同步整流芯片在半桥LLC谐振变换器中的电路图】


半桥LLC谐振变换器中原边MOS管的选择参数


⚫峰值电流2.63A
⚫输入电压400V
可选择的VBsemi微碧MOS管型号:
①VBM165R20S
②VBZM20N60
③VBMB165R20
④VBMB165R20S
⑤VBZMB20N65S

 


半桥LLC谐振变换器中同步整流MOS管的选择参数


⚫耐压80V
⚫平均电流8A
可选择的VBsemi微碧MOS管型号:
①VBM1101N
②VBMM1105
③VBM1151N
④VBZM80N10
⑤VBZM40N10
⑥VBZM80N03

 

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