随着普通led照明市场持续增长,客户对新的智能功能、更高的能源效率和节省资金的要求也随着提高。本文围绕led家用照明、商用照明和路灯,介绍意法半导体的宽产品线如何满足灯具市场的需求,从系统角度介绍意法半导体的产品线,讨论主要的系统架构及相关产品和评测工具。
led普通照明应用市场分析(ihs 2016年3月期的“世界led照明电源市场”报告)预测,2015-2020年, led家用照明市场复合年均增长率为25%,商用照明市场(商店和写字楼)29%,路灯16.9%。有两个主要因素拉动市场增长。第一个因素,很多大国开始重视能源问题,并发布了采用高能效光源(led)淘汰白炽灯的节能法规;第二个因素,在新兴经济体国家,随着城镇化步伐加快,城镇人口急剧增长,这迫使当地政府推广高能效光源,升级改造城镇基础设施。在家用、商用和街道led照明市场,意法半导体的宽产品线策略十分切合该市场报告的分析预测。
意法半导体led产品组合很宽,包括专用产品和标准产品,覆盖整个led普通照明应用。
意法半导体的产品、平台和评测板分为家用、商用、路灯用,支持最常用的系统架构/电路,还专门设立了 edesignsuite部门,为包括led照明在内的应用市场提供电源管理软件工具。
led家用照明市场对led光源能效和驱动芯片的要求越来越高,高集成度,高能效,高功率因数(hpf),长寿命,调光功能,系统成本低,元器件数量少,是家用照明应用市场的主要需求。
意法半导体高集成度离线转换器产品线很宽(每款产品都包含一个片上集成控制器和保护电路的功率mosfet),最高输出功率15w,击穿电压800 v,能够管理市场上主流驱动拓扑,例如, 降压、升/降压和反激式拓扑。在这些产品中,专用离线led驱动转换器,例如,hvled805、hvled807pf、hvled815pf,具有高功率因数和一次侧恒流/恒压稳压(psr-cc/cv)功能,如图1所示,因为电路二次侧无需稳压芯片和光耦,所以系统成本较低。此外,viperplus系列viper*5、 viper*6、viper*7、viper*8、viper0p和viper01离线转换器也适合驱动led。
反激式拓扑的钳位电路推荐使用strvs*反复过压保护器件和stth*超高速二极管(600v-1200v产品);stps*肖特基二极管和ferd*场效应整流管非常适用于输出整流。strvs*保护芯片的低泄漏电流、输出二极管的低vf/ir比和stth*的优异的vf/trr比,保证反激式拓扑具有出色的可靠性和能效。
通过推出高功率密度(高达61v/3a)的led5000、led6000 dc-dc led驱动转换器(单片集成控制器+ mosfet),意法半导体支持用mr16 led光源替代卤钨灯。
意法半导体提供多种led家用照明系统评测板。一次侧评测板。
led商用照明,商用和建筑照明系统通常需要20w以上的功率,以及高功率因数,高能效,节省成本,有时需要多条灯带,有远程监控功能。
在只有一条灯带时,通常使用反激式拓扑。意法半导体的新产品hvled003d (2016年第四季度上市)是一款离线反激式led驱动控制器,一次侧恒流稳压(psr-cc)模式,内置调光功能(0-10, pwm和可控硅),可直接驱动单灯带,无需光耦和二次侧控制器。主要开关管推荐mdmesh™ k5功率mosfet系列,我们发现 800-900-950vbr产品(st*n80k5、st*n90k5和st*n95k5 pn)特别适合这种拓扑。mdmesh™ k5系列适用于硬开关拓扑,具有低rdson导通电阻、低qg栅电荷和低电容的特点。
关于钳位网络,我们推荐使用前面家用照明部分讨论的钳位电路器件。stps*肖特基二极管、ferd*场效应整流管和超高速二极管系列(大于等于200v的stth*产品)最适合输出整流电路。
多灯带电源架构由主电源(通常是反激式拓扑)和多灯带管理电路组成,主电源提供恒定的dc总线电压。
意法半导体的离线led控制器hvled001/a内置一次侧恒压稳压(psr-cv)电路和调光功能(0-10, pwm),适用于反激式拓扑。psr-cv模式意味着电路不需要光耦和二次侧控制器。该反激式拓扑使用前文单灯带所用的功率mosfet、输出二极管和钳位网络。多灯带管理分为模拟控制和数字控制两种方法:
高功率密度(最高61v/3a) 的dc-dc led驱动降压转换器(单片集成控制器 + mosfet) led2000、led2001、led5000和led6000适用于模拟管理方法。
还可以使用新的基于固定关断时间(fot)算法的hvled0002电流式led控制方法实现反向降压拓扑(图5);在这个拓扑内,60v - 100v低压stripfet f7功率mosfet系列(推荐st*n6f7和st*n10f7)确保所有的解决方案都高效可靠。stripfet f7系列产品具有极低的rdson导通电阻、优化的体二极管(低qrr)、优化的本征电容和合理的crss/css比。
降压拓扑和反向降压拓扑建议使用单灯带拓扑所用的输出二极管。
针对基于反向降压拓扑和pm88*或td35*栅驱动器的数字式灯带管理方法,意法半导体提供新的stlux系列专用数字照明控制器以及stm32高性能微控制器。推荐使用stm32f334、stm32f301、stm32f0*和stm8s*。本例中的功率mosfet与图5的功率mosfet相同.
意法半导体开发了多款商用单多灯系统评测板,给出了其中部分评测板。
来源:eefocus











