led街燈

因此,功率MOSFET的關鍵參數如Qrr和反向恢復dv/dt,會直接對諧振轉換器的動態性能產生影響。 ZVS)的諧振轉換器,已獲業界證實為可達到更高效率的有效元件。

相較於傳統的照明技術,LED燈具有較高的效率,及更長的使用壽命。因而成為首選的燈泡類型,以期減少室內/外照明的能耗。事實上,對於街燈而言,更高的效率和更長的壽命對於降低成本是不可或缺的。為LED燈供電而設計的開關電源也必須具有高效率和耐用性,以確保其具有與LED燈同樣長的免維護使用期。在這裡,諧振轉換器是最流行的電源拓撲之一,這是因為相較於先前的電源拓撲,它們的性能帶來了更高的電源效率,並可減少EMI。軟開關是諧振轉換器的一項重要特點。但諧振轉換器中使用寄生二極體(bodydiode)有時會導致系統失效。儲存在寄生二極體中的電荷必須被完全清除,以避免出現大電流和電壓突波,包括拓撲結構中的高dv/dt和高di/dt。因此,功率MOSFET的關鍵參數如Qrr和反向恢復dv/dt,會直接對諧振轉換器的動態性能產生影響。本文將探討針對LED街燈照明的開關電源之整體解決方案。新的諧振控制器結合新的功率開關,可為LED照明電源提供高效解決方案,同時不會影響轉換器的耐用性和成本效率。
諧振轉換器實現高效率
市場上已經有多款DC-DC功率轉換拓撲可用來減少功率轉換損耗、MOSFET元件應力和射頻干擾(radiofrequencyinterference,RFI),同時實現高功率密度。其中,採用MOSFET的寄生二極體來實現零電壓開關(zerovoltageswitching,ZVS)的諧振轉換器,已獲業界證實為可達到更高效率的有效元件。特別地,由於次級端沒有電感器,LLC諧振轉換器可在高輸入電壓下達到高效率,並且次級整流管上的電壓應力較低。此外,即便空載條件下,LLC諧振轉換器也能確保零電壓開關的工作。ZVS技術能夠大幅地減少轉換損耗並大幅提高效率。零電壓開關也顯著地減少了開關雜訊,允許使用小型電磁干擾濾波器。鑒於這些獨特的特性,LLC諧振轉換器正成為一種廣為業界所採用的拓撲,用於包括LED街燈的眾多套用之中。FAN7621S提供了建構可靠、穩健LLC諧振轉換器所需的全部功能,包含高端閘極驅動電路、精確的電流受控振盪器、頻率限制電路、軟啟動和內建的保護功能,能夠簡化設計和提高生產力。它所提供的多種保護功能包括了過壓和過流保護(OVP/OCP)、異常過流保護(AOCP)和內部過熱關斷(TSD)功能。
鑒於LED街燈照明的特殊套用要求,所有的保護功能可以自動重新啟動,高端閘極驅動電路具有共模消噪性能和優良的抗噪性能,以確保工作時的穩定性。即便使用最新的諧振控制器,在短路輸出狀況下,轉換器的工作點可以移入零電流開關(ZCS)區域。圖1所示為工作點的移動狀況。在此一狀況下,ZVS丟失而MOSFET上流過極大的電流。ZCS工作的最嚴重缺點是在啟動時發生硬開關,這會導致MOSFET寄生二極體產生反向恢復應力。寄生二極體在很大的dv/dt下關斷,因而,在非常大的di/dt下,會產生很大的反向恢復電流突波,這些突波電流的幅度可以超過穩態電流的十倍以上。大電流會帶來相當大的損耗增加並使MOSFET發熱。而後,MOSFET的dv/dt性能由於結點溫度上升而下降,在極端狀況下,可能會毀掉MOSFET並導致系統失效。

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