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看東莞如何降低LED照明開關(guān)電源的待機(jī)功耗

來源：東莞市成良智能科技發(fā)布時(shí)間：2019-11-15 點(diǎn)擊量：1010

LED照明開關(guān)電源與普通光源相比，LED燈具有效率高、環(huán)保和使用壽命長(zhǎng)的特性，因而它們正在成為降低室內(nèi)和外部照明能耗的主選解決方案。設(shè)計(jì)用于照明供電的開關(guān)電源也應(yīng)該具有高效率，以便順應(yīng)LED燈的節(jié)能特性。除了在正常工作過程中具有高功率轉(zhuǎn)換效率之外，開關(guān)電源的待機(jī)功耗也成為L(zhǎng)ED業(yè)界的普遍關(guān)注焦點(diǎn)。

在不遠(yuǎn)的將來，待機(jī)功耗有望調(diào)整到1W甚至300mW以下。然而，在LED照明應(yīng)用中，專用于待機(jī)開關(guān)電源的輔助功率級(jí)并不適用，主要是因?yàn)檎彰鲬?yīng)用在工作期間不存在待機(jī)條件。但是，為燈泡供電的開關(guān)電源即便在沒有燈或者燈已損壞的條件下仍然與電網(wǎng)連接并吸取能量。這是在照明應(yīng)用中關(guān)心待機(jī)功率水平的主要原因。

由于額定功率的原因和改善功率因數(shù)的需求，LED街燈的開關(guān)電源通常使用兩級(jí)配置，它由第一級(jí)的PFC模塊和第二級(jí)的下游DC-DC轉(zhuǎn)換器構(gòu)成。在100W左右的中等功率范圍，臨界導(dǎo)通模式（CRM）是PFC級(jí)合適的控制方案。

為了最大限度減小待機(jī)功耗和改善輕負(fù)載效率，專有的綠色模式功能提供關(guān)斷時(shí)間（off-time）調(diào)制，以便降低開關(guān)頻率，并執(zhí)行延長(zhǎng)的波谷電壓開關(guān)，保證MOSFET在關(guān)斷時(shí)漏-源電壓保持在最低水平。使用這項(xiàng)特性，第二DC-DC級(jí)在無負(fù)載條件下進(jìn)入間歇工作模式，能夠獲得非常理想的待機(jī)功耗特性。大多數(shù)現(xiàn)有的PFC控制器并無間歇工作功能，主要是因?yàn)镻FC級(jí)最初針對(duì)消費(fèi)應(yīng)用和顯示器應(yīng)用，而在那些應(yīng)用中為PFC和DC-DC級(jí)提供電壓源的輔助電源是分離的。在LED照明應(yīng)用中，通常不采用輔助功率級(jí)，因此，應(yīng)該關(guān)斷PFC級(jí)，否則待機(jī)功耗無法低于1W.

在兩級(jí)開關(guān)電源中，應(yīng)關(guān)斷PFC級(jí)，以滿足待機(jī)功耗法規(guī)的要求。關(guān)斷PFC級(jí)的主要原因是大多數(shù)PFC控制器沒有間歇工作（Burst- operaTIon）特性。如果PFC控制器不支持間歇工作模式，PFC級(jí)將會(huì)連續(xù)工作，即便在無負(fù)載條件下也會(huì)吸取能量。因此，對(duì)于帶有現(xiàn)有PFC控制器的兩級(jí)開關(guān)電源設(shè)計(jì)而言，關(guān)斷PFC級(jí)是唯一可行的方法。但是，在重新啟動(dòng)PFC級(jí)時(shí)會(huì)出現(xiàn)大的沖擊電流，并導(dǎo)致MOSFET等功率開關(guān)上電壓或電流應(yīng)力的增加。解決完全關(guān)斷PFC級(jí)帶來的這些副作用的一個(gè)可行方法是PFC級(jí)采用間歇工作方式。

建議使用一種簡(jiǎn)單的輔助電路，將PFC的工作與準(zhǔn)諧振反激DC-DC轉(zhuǎn)換器進(jìn)行同步，因?yàn)楫?dāng)DC-DC轉(zhuǎn)換器開始間歇工作時(shí)，PFC級(jí)也能夠進(jìn)入間歇工作模式。一旦第二級(jí)反激轉(zhuǎn)換器結(jié)束間歇模式工作，PFC級(jí)會(huì)立即退出間歇工作模式。

在無負(fù)載條件下，當(dāng)反激轉(zhuǎn)換器的反饋電壓下降時(shí)，PFC級(jí)的開關(guān)電源電壓被切斷，PFC控制器停止工作。負(fù)載從滿負(fù)載到無負(fù)載，再到滿負(fù)載過程中的工作波形。一旦第二級(jí)反激轉(zhuǎn)換器進(jìn)入間歇工作，PFC級(jí)便進(jìn)入間歇工作模式，并與反激轉(zhuǎn)換器同步停止間歇工作模式。通過對(duì)PFC級(jí)執(zhí)行間歇工作，可以消除可能引起潛在問題的大浪涌電流，并且大幅降低待機(jī)功耗。

這是一種簡(jiǎn)單但非常有效的改善照明開關(guān)電源待機(jī)功耗的方法。這個(gè)建議的電路可以使PFC級(jí)與第二級(jí)DC-DC轉(zhuǎn)換器同步進(jìn)行間歇工作。這種方法消除了與關(guān)閉和重啟PFC級(jí)相關(guān)的涌入電流問題。建議的開關(guān)電源之電路可以有效降低待機(jī)功耗。通過評(píng)測(cè)線路板驗(yàn)證，在較寬的輸入電壓范圍內(nèi)，可以使待機(jī)功耗小于1W.所提議的方法對(duì)于通常沒有待機(jī)功率調(diào)節(jié)模塊的照明應(yīng)用具有很大的吸引力。

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