市面上的球泡led灯与节能灯的区别驱动是隔离的还是非隔离的?

,系统工作在谷底开关模式,效率高,EMI低,PF可调节至0.9;输出电流自动适应变压器感量变化和输出电压的变化,从而真实实现了恒流驱动LED

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非隔离式拓扑结构 

在电源中电源嘚拓扑结构有着不同的形式这里图 1 所给出的图形示出了三种基础的DC-DC电源转换拓扑它们分别是,Buck、Boost、Buck-Boost  

优点:结构简单、体积小、成本较低;输出电压调节范围宽。 

缺点:前后不隔离如果用市电供电,人接触电源的输出端或地端可能有触电危险,还有就是在下雨天打雷的时候由于没有隔离很有可能就会把整个电路的都会烧坏:只能升压或降压或极性转换,输出电压不能与输入电压相等

隔离式拓扑结构 

    由於许多应用中都需要输入/输出隔离,所以基于 Buck、Boost、Buck-Boost 这三种拓扑推导出了其他的常用拓扑:反激式,正激式 推挽式,半桥式 全桥式 

保護人员、设备免遭感应在隔离另一端的危险瞬态电压损害 ? 去除隔离电路之间的接地环路以改善抗噪声能力。 ? 在系统中轻松完成输出接線而不与主接地发生冲突。 

体积较大或同等体积的功率较小 

单端正激变换器是由 BUCK 变换器派生而来的。图 2 上图为 BUCK 变换器的原理图将开關管右边插入一个隔离变压器,就可以得到图 2 下图的单端正激变换器 

反激变换器是由 BUCK-BOOST 变换器推演而来的图 2 上图为 BUCK-BOOST 变换器的原理图,将电感变换一个隔离变压器就可以得到图 2 下图的反激变换器。 

正激式/ 反激式拓扑比较 

原理图上的区别在上图的比较中可以看到黄色部分,囸激变换器在加入隔离变压器器的同时也加入了一个辅助电感 Nr它是一个磁复位的电感。但是由 Buck-boost 改造出来的反激变换器去没有这个复位绕組为什么呢,因为反激变换器的变压器它既是电感又是变压器所以电感的特性来讲,它是不需要复位绕组的电感就是一个储能的器件,它在 MOS开通时储存能量,MOS 关断时释放能量所以一直在平衡的状态,它是不会到达饱和 

正激变换器,它的 VIN 一直都是加在上面的当 mos 不断嘚开通,它的能量也不停的加在原边所以它的磁芯就会容易饱和,所以这个时候我们就需要加一个复位的电感释放它原边电感的能量。 

下面再对比一下正激和反激的其他特性: 

采用一个耦合电感器来充当隔离变压器并用于储能

输入和输出地是隔离的。

利用占空比和匝數比来实现电压的降低或提升

不需要采用一个单独的输出电感器。

最适合较低的功率级别 

环路带宽可能受限于右半平面(RHP) 零点。 

采用最簡单的隔离式拓扑因而具有最低的成本

使用了数量最少的功率组件:4  个

最为人们所了解、实现的数量最多而且得到最广泛支持的拓扑之┅ 

由于上述原因,对于功率范围<150W 的应用而言反激式转换器是一种上佳的选择 

反激的重要波形 

当开关管开通,电感的电流上升可以看出咜的电流的图形和 BUCK-BOOST 的图形是非常的相似的,它的区别就是在一个原副边的匝比上面而已这里也可以看出其变压器的就是一个电感的作用。 

反激的稳态分析 

 上图是开关管的开通电流波形和续流二极管导通的波形由波形我们也可以看出,开关管的波形加上续流二极管的电流波形就是电感的电流波形 

反激变换器的设计问题 

必须选择合适的反激式转换器组件,以便能够处理必要的电流和电压应力这些应力由湔一章节里给出的公式确定。所有这些应力均与变压器有关:匝数比、电感 

占空比、匝比这些都是要工程师来设计的,在输入的有最小電压最大电压,它都有对应的占空比中间还有一个稳态的工作电压,你要优化在这个点上的效率当然很少有工程师想的那么多,因為一般反激的应用都是在小功率的场合对应效率的要求也不是那么苛刻。

而且对于尺寸大小要求很高所以频率要做得很高,应用的功率也不是很大效率低一点,这个做出来的损耗也不是很大 

下图所示说明了针对反激式变压器的基本要求: 

由于集肤效应的原因,在高開关频率变压器中需要采用多股细导线

为使操作在较宽的负载范围内保持于连续导通模式,需要高电感

由于使用了较高的电感,初级囷次级电路中的纹波电流都将较低 

实例–设计规范 

一项设计总是从制定设计规范开始的,包括输入电压范围、功率级别、输出电压等等

占空比和开关频率一般都是预先确定的。通常而言采用一个介于 200 kHz 和 300 kHz 之间的开关频率可以很好地兼顾开关损耗与滤波器要求。事实上在 65kHz-300 kHz 嘟有人用要知道我们的频率和开关损耗是成正比的,和体积是成反比的当你的设计体积不是很严格的时候,可以用 65 kHz 来做那样它的效率可以达到更好的效果。如果用 200 kHz 和 300 kHz 之间那么磁芯就可以做小电源的体积就可以做得更小,纹波也可以做得更好 

反激式电路实例 

上图是國半 LM5020 的做的反激变换器,这是一个隔离型的反激变换器大家可以看到它上面有个光耦,光耦一定要把 CTR(电流传输比)设置在线性区域洳果不在线性区域当控制环路在调整的时候,CTR 就会变那么它就会影响到反馈的环路,影响到整个电路的稳定性这里大家可以参考一下啊,这个电路无论是光耦的供电还是型号的传输都是隔离的它真正的起到了电气隔离和型号的隔离。 

对于这种非隔离的反激变换器我们鈳以认为它是优化DC-DC里面BUCK-BOOST效率的时候加入了变压器的匝比那么它可以更加优化占空比工作范围。对于这个电路信号不是隔离的所以对于 EMI 嘚优化起到了一定的难度。 

反激式拓扑是适合隔离式电源的最简单拓扑大多数应用是在通信和以太网供电(PoE) 领域,这里的功率级别低于 50W, 现茬802.11 AF, AT 之外的 POE 电源标准还未发布。

讨论了反激式工作原理并介绍了稳态分析旨在提供设计指引。 ? 主要的设计问题是反激式电源变压器

采用一个实例来演示设计。 ? 环路补偿简单比例积分即可。 

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SM7315P9W内非隔离球泡灯或T管驱动方案最恏选择SM7307同系列在5W~24W的非隔离LED照明驱动领域明微电子已有SM7307,SM7302两款高性价比的驱动芯片;2014推出了集成度更高适用于9W以下的非隔离LED照明驱动新方案SM7315P,无需更改原SM7307的PCB可直接替换,外围更简洁可广泛应用于T8/T5灯管、LED球泡灯等领域。

SM7315P是一款内部集成功率管的高效LED恒流驱动控制芯片采用非隔离Buck拓扑结构。芯片直接从DRAIN 端自供电不需要辅助绕组提供电源,系统应用方案无需补偿元件成本低,内置自恢复的输出短路保護芯片采用SOP8封装,兼容原SM7307的PCB

4)730V单芯片集成工艺

5)内置自恢复输出短路保护;

7)低成本BUCK驱动方案;

9)外围器件少,BOM成本低;

10)封装形式:SOP8;

三、SM7315P的典型应用方案

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