關鍵電源及LED照明應用的最新高能效規(guī)范要求、設計挑戰(zhàn)及解決方案
具體而言,由于總能效要求及散熱限制,設計工程師必須致力提升能效,即便是在低功率應用(或輕載)時也是如此。此外,并不是只有在較高功率電平時才要求功率因數(shù)校正(PFC),相對較低的功率時也可能要求PFC。此外,這些應用中常常會面臨空間受限的問題,特別是在以LED照明替代傳統(tǒng)燈泡的應用中??傮w可靠性也非常重要。輸入電源范圍也要更寬,支持277 Vac電壓。此外,還面臨一些特定照明要求,如三端雙向可控硅開關元件(TRIAC)調(diào)光等。
應對策略
要應對這些關鍵電源及LED照明應用的設計挑戰(zhàn),需要采用更新的技術或優(yōu)化的電源拓撲結(jié)構(gòu)及方案。
以平板電視應用為例,為將能效提至最高,可將傳統(tǒng)采用的冷陰極熒光燈(CCFL)背光替換為新興的LED背光,如直下式背光或側(cè)光式背光,不僅有助于纖薄型電視設計,還幫助降低能耗,提升能效。如果維持采用目前性鴇熱勻桓高的CCFL背光,也可以采取不同的有效措施,如在提供同等光輸出的條件下減少燈數(shù)量及降低能耗,或采用新穎的逆變器驅(qū)動器方案,如液晶電視集成電源(LIPS),減少一個電源轉(zhuǎn)換段,提升能效并降低成本。
安森美半導體以領先產(chǎn)品及方案來支持高能效趨勢
安森美半導體身為首要的高性能、高能效硅方案供應商,提供電源管理及LED照明方案來節(jié)能,幫助客戶滿足并超越世界各地的電源規(guī)范標準(工作能效、待機能耗、低靜態(tài)電流及功率因數(shù)校正等),成本平價或比傳統(tǒng)方案更低。
需要強調(diào)的是,安森美半導體采用整體途徑來實現(xiàn)高能效,包括:
1)降低待機(空載)能耗。包括使用準諧振(谷底開關)、在2段式轉(zhuǎn)換器關閉PFC段等更好的拓撲結(jié)構(gòu),以及采用頻率反走、跳周期、軟跳周期和高壓自舉(bootstrap)電路等新技術。
2)提升電源工作能效。包括使用更好的器件,如場效應晶體管(FET)和二極管,以及使用更好的拓撲結(jié)構(gòu),如頻率反走、同步整流,及準諧振、完全諧振、有源鉗位(反激或正激)等軟開關技術。
3)功率因數(shù)校正(或減少諧波)。包括將PFC與主轉(zhuǎn)換器結(jié)合,以及優(yōu)化指定應用和電平的PFC控制模式,如非連續(xù)導電模式(DCM)、臨界導電模式(CrM)或連續(xù)導電模式(CCM)。
安森美半導體針對這些關鍵的電源及LED照明應用提供眾多的領先產(chǎn)品,如PFC控制器、交流-直流(AC-DC)控制器、高壓MOSFET、LED驅(qū)動器、整流器、次級同步整流控制器、直流-直流(DC-DC)開關穩(wěn)壓器及低壓降(LDO)穩(wěn)壓器,并基于這些領先產(chǎn)品提供高能效的GreenPoint®參考設計,用于ATX電源、筆記本及打印機電源適配器、電視、固態(tài)照明及其它應用。
圖1:安森美半導體用于ATX臺式機的能效高于85%的255 W電源參考設計
例如,安森美半導體用于臺式機ATX電源的255 W GreenPoint®電源參考設計在100、115、230及240 Vac輸入電壓條件及25%、50%及100%額定輸出功率等條件下的能效高于85%,符合80 PLUS銀級能效規(guī)范及“能源之星”5.0版臺式機電源規(guī)范,并符合IEC61000-3-2功率因數(shù)要求,功率因數(shù)在多種輸入電壓條件下高于0.95。值得一提的是,這些數(shù)據(jù)均是在41長的線纜末端獲得,經(jīng)過了完全測試,強固且性價比高,屬于可投產(chǎn)型設計,參見圖1。
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