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大功率LED照明恒流驱动电源的设计 　　电源失效时负载断开，这种功能在下列两种情况下至关重要，即断电和PWM调光。如图2所示，在升压转换器断电期间，负载仍然通过电感和二极管与输入电压连接。这样即使电源已经失效，还会继续产生一个小泄漏电流，极大缩短了LED的寿命。负载断开在PWM调光时也很重要。在PWM空闲期间，电源已经失效，但是输出电容器仍然与LED连接，它会通过LED放电，直到PWM脉冲再次打开电源。实施负载断开电路时，最好在LED和电流传感电阻器之间放置一个MOSFET。在路灯照明设计中,一般要求白天有自动关闭功能,可以在电路中间增加光敏电阻,在白天光线照射下阻值改变使那个MOSFET停止工作，当然也可以使后级DC/DC停止工作。 　　图2 大功率LED保护器 　　在许多情况下，利用低频(50～200Hz)PWM方式调节LED电流非常方便，通过控制脉冲宽度来调节亮度。这种调节方法的优点在于光谱保持不变，而采用幅度调节时，光谱会随着流过LED电流的变化而改变。一般来说，低频PWM调光电路的效率比线性LED调光电路更高。在路灯照明设计中,一般需要在半夜某时将路灯照度减低一半,节能降耗。可以在电路中间增加定时器，到时间输出50%占空比即可功率减半。 　　防水设计，按使用环境分为户外、户内。目前的防水电源大多是以环氧树脂作为防水密封填充材料，颜色主要为黑色，当然也有白色以及其他一些颜色。有少数厂家采用了其他的防水填充材料。重要的是它要能经得起高温、冷冻、雨水以及一些腐蚀性物质的浸袭。 　　100W的LED路灯可以替代250W的高压钠灯，或300W的水银灯。100W的LED路灯,其输出光通量大约为6 250lm(经过二次光学设计,会有所损失)，到达路面时的流明数仍为6000，而路面的平均照度可以达到16Lux(杆高12m)。250W高压钠灯的输出光通量为20 000lm，但到达路面的流明数就只有7000，路面的照度大约为30～40Lux。由于显色系数的差别,LED的照度修正系数为2.35倍，高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以，100W的LED经过修正以后，地面的照度为37.6Lux，而高压钠灯修正后的照度为28.2～37.6Lux，二者相当。所以，100W的LED路灯可以取代250W的高压钠灯，LED路灯可以节能60%。 　　如果不进行二次光学设计，LED的照射是比较集中，所以一定要进行二次光路设计，使其光强呈蝙蝠形，照射范围可以达到66m。 　　主回路设计 　　大功率LED照明恒流驱动主电路采用优异的BOOST和DC/DC的两级组合方式，具有良好的动态响应和稳流特性，解决了电网的谐波污染问题，使大功率LED驱动电源更加绿色环保。 　　BOOST采用主动式有源功率因数校正(APFC)电路，工作在连续模式，谐波电流和开关管电压电流应力小。DC/DC采用半桥LLC串联谐振转换器，元器件数量有限，谐振储能(tank)元件能够集成到单个变压器中，因此只需要1个磁性元件。在所有正常负载条件下，初级开关都可以工作在零电压开关(ZVS)条件，而次级二极管可以采用零电流开关(ZCS)工作，没有反向恢复损耗。特别适用于中、高输出电压转换器的高性价比、高能效和EMI性能优异的解决方案。 　　传统功率因数校正电路技术复杂、设计步骤繁琐、所需元器件多、体积大而且成本高。因此，设计时往往要在性能和成本之间进行折衷。本设计采用了IR1150，它是一种新型的单周期AC／DC功率因数校正控制芯片，采用了IR公司的专利单周期控制(0ne-cycle control，OCC)技术，无须传统PFC电路所需的模拟乘法器、输入电压采样以及固定的三角波振荡器，大大简化了PFC电路的设计并缩小了装置体积。 　　半桥LLC串联谐振转换器采用飞兆半导体公司推出的高集成度绿色FPS功率开关FSFR2100。其采用零电压开关(ZVS)技术，能够大幅降低MOSFET和整流器的开关损耗。采用这种技术，此FPS开关无须散热器即可处理高达200W的功率，使用散热器更可处理高达450W的功率。较之于传统的硬开关转换器拓扑，FSFR2100的效率提高了10%。它可以在输入和负载大范围变化的情况下调节输出，同时开关频率变化相对很小。此外，它可以在整个运行范围内实现零电压切换（ZVS）。最后，所有寄生元件，包括所有半导体器件的结电容和变压器的漏磁电感和激磁电感，都是用来实现ZVS的。 　　照明恒流驱动电源主电路如图3所示，前级APFC实验电路输入电压AC 220V，额定输出DC 380V，开关频率f选择70kHz，后级半桥LLC串联谐振转换器。输出电压范围：DC 300～360V，输出额定电流350mA，谐振频率f0选择100kHz，变压器匝比n=Np/NS=0.6，功率满足150～300W的