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用于 LED 街道照明的 150 W LLC 电源
接线图
2024年01月26日 10:49 245
admin
这是针对 LED 街道照明应用的 150 W 功率因数校正 LLC 电源的参考设计报告。该设计具有集成 PFC 级、集成 LLC 级、简单的无缓冲器偏置电源、用于对 X 电容器放电以实现比电阻解决方案更高的效率的 CAPZero IC、适用于小变压器尺寸的高频 LLC，以及高于 95% 的 PFC 和 LLC 效率。该电源还可用作通用评估板，用于使用 Power Integration 的 HiperPFS 和 HiperLCS 器件系列中的器件将 PFS 功率因数级与 LCS 输出级组合在一起。该设计基于用于 PFC 前端的 PFS708EG IC 和 LQA05TC600 二极管，并在非隔离反激式偏置电源中使用 LNK302DG。LCS702HG IC 用于 LLC 输出级。
本报告中所示的电路针对 >0.9 的功率因数进行了优化，输入电压范围为 90 VAC – 230 VAC，在 100% 负载和 50% 负载下均如此。如果在 50% 负载时不需要 >0.9 的功率因数，则可以通过缩小共模滤波器 L1 和 PFC 输入电容器 C6 的尺寸来降低电路成本。请联系 Power Integrations 了解更多详细信息。
该电源设计为安装在用于路灯服务的接地外壳内，输入交流安全接地连接到底盘。执行 EMI 和线路浪涌测试时，应将电源拧紧至接地平面，并将输入交流安全接地连接至该平面。请参阅第 14.1 和 16.1 节中的设置照片。
图 2 路灯电源应用电路原理图 - 输入滤波器、PFC 功率级和偏置电源。
图 3 路灯电源应用电路 LLC 级原理图。
电路说明
图 2 和图 3 中所示的电路在 48 V、150 W 功率因数校正 LLC 电源中采用了 Power Integrations 的 PFS708EG、LQA05TC600、LCS702HG、LNK302DG 和 CAP002DG（可选）器件，旨在为 LED 路灯供电。
输入滤波器/升压转换器/偏置电源
图 2 中的原理图显示了输入 EMI 滤波器、PFC 级和初级偏置电源/启动电路。功率因数校正器采用带有集成功率 MOSFET 的 PFS708EG PFC 控制器和 LQA05TC600 低 QRR 软开关二极管。偏置电源是使用 LNK302DG 的非隔离反激式电源。仅当不存在交流输入电压时，CAP002DG 才会对 X 电容器 C1 和 C2 进行放电，从而消除电阻器 R1、R3、R50 和 R51 的静态功率损耗。
电磁干扰滤波
电容器C3和C4用于控制共模噪声。电感器 L1 控制低频和中频 (~10 MHz) 频率的 EMI。电容器C1和C2与电感器L1的漏抗一起提供差模EMI滤波。为了满足电阻器的安全要求并提高系统效率，R1、R3 和 R50-51 仅在交流电移除时才通过 U6 对这些电容器进行放电。如果不使用U6，可以添加电阻R2（390 kΩ，1206）用于常规电阻放电（PCB上为R2预留位置）。U1、U3、D3 和 BR1 的主散热器连接到主回路，以消除散热器作为辐射/电容耦合噪声和 EMI 的来源。
浪涌限制
热敏电阻 RT1 提供浪涌限制。在正常运行期间，它被继电器 RL1 短路，通过激活内部偏置电源（参见组件 Q1、R20-21）进行门控，从而将效率提高约 1 – 1.5%。电容器C5和电阻器R15用于提供较高电流的短脉冲以闭合继电器RL1，随后是由R25的值确定的较小保持电流。这减少了继电器线圈的功耗。
本报告中所示的电路针对 >0.9 的功率因数进行了优化，输入电压范围为 90 VAC – 230 VAC，在 100% 负载和 50% 负载下均如此。如果在 50% 负载时不需要 >0.9 的功率因数，则可以通过缩小共模滤波器 L1 和 PFC 输入电容器 C6 的尺寸来降低电路成本。请联系 Power Integrations 了解更多详细信息。
该电源设计为安装在用于路灯服务的接地外壳内，输入交流安全接地连接到底盘。执行 EMI 和线路浪涌测试时，应将电源拧紧至接地平面，并将输入交流安全接地连接至该平面。请参阅第 14.1 和 16.1 节中的设置照片。
图 2 路灯电源应用电路原理图 - 输入滤波器、PFC 功率级和偏置电源。 图 3 路灯电源应用电路 LLC 级原理图。电路说明
图 2 和图 3 中所示的电路在 48 V、150 W 功率因数校正 LLC 电源中采用了 Power Integrations 的 PFS708EG、LQA05TC600、LCS702HG、LNK302DG 和 CAP002DG（可选）器件，旨在为 LED 路灯供电。
输入滤波器/升压转换器/偏置电源
图 2 中的原理图显示了输入 EMI 滤波器、PFC 级和初级偏置电源/启动电路。功率因数校正器采用带有集成功率 MOSFET 的 PFS708EG PFC 控制器和 LQA05TC600 低 QRR 软开关二极管。偏置电源是使用 LNK302DG 的非隔离反激式电源。仅当不存在交流输入电压时，CAP002DG 才会对 X 电容器 C1 和 C2 进行放电，从而消除电阻器 R1、R3、R50 和 R51 的静态功率损耗。
电磁干扰滤波
电容器C3和C4用于控制共模噪声。电感器 L1 控制低频和中频 (~10 MHz) 频率的 EMI。电容器C1和C2与电感器L1的漏抗一起提供差模EMI滤波。为了满足电阻器的安全要求并提高系统效率，R1、R3 和 R50-51 仅在交流电移除时才通过 U6 对这些电容器进行放电。如果不使用U6，可以添加电阻R2（390 kΩ，1206）用于常规电阻放电（PCB上为R2预留位置）。U1、U3、D3 和 BR1 的主散热器连接到主回路，以消除散热器作为辐射/电容耦合噪声和 EMI 的来源。
浪涌限制
热敏电阻 RT1 提供浪涌限制。在正常运行期间，它被继电器 RL1 短路，通过激活内部偏置电源（参见组件 Q1、R20-21）进行门控，从而将效率提高约 1 – 1.5%。电容器C5和电阻器R15用于提供较高电流的短脉冲以闭合继电器RL1，随后是由R25的值确定的较小保持电流。这减少了继电器线圈的功耗。
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