经过多年的研究发展

作者:菠菜评级 发布时间:2021-01-25 03:40

  美国能源部(DOE)“能源之星”(ENERGYSTAR)固态照明(SSL)规范中规定任何功率等级皆须强制提供(PFC)。这标准适用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,其中,住宅应用的须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9;但是,这标准属于自愿性标准。欧盟的IEC61000-3-2谐波含量标准中则规定了功率大于25 W的照明应用的总谐波失真性能,其最大限制相当于总谐波失线。虽然不是所有国家都绝对强制要求照明应用中改善功率因数,但某些应用可能有这方面的要求,如公用事业机构大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用,此外,公用事业机构购入/维护街灯时,也可以根据他们的意愿来决定是否要求拥有高功率因数(通常>

  须大于0.7,而商业应用中则须大于0.9;但是,这标准属于自愿性标准。欧盟的IEC61000-3-2谐波含量标准中则规定了功率大于25 W的照明应用的总谐波失真性能,其最大限制相当于总谐波失线。虽然不是所有国家都绝对强制要求照明应用中改善功率因数,但某些应用可能有这方面的要求,如公用事业机构大力推动拥有高功率因数的产品在公用设施中的商业应用,此外,公用事业机构购入/维护街灯时,也可以根据他们的意愿来决定是否要求拥有高功率因数(通常

  拓扑结构只需要采用无源元件及稍作电路改动,即可实现高于0.7的功率因数。有源PFC(见图1)通常是作为 一个专门的电源转换段增加到电路中来改变输入电流波形。有源PFC通常提供升压,交流100至277 Vac的宽输入范围下,PFC输出电压范围达直流450至480 Vdc。如果恰当地设计PFC段,可以提供91%到95%的高能效。但增加了有源PFC,仍然需要专门的DC-DC转换来提供电流稳流。

  另一种常见的无源PFC电路是“填谷电路”,它包括3个二极管(VDI-VD3)和2个电解电容(C1,C2),两个电容的电容值应该相等。填谷电路置于整流电路的输出端,该电路通过填平谷点,使输入电流由尖峰脉冲波填充为接近于正弦波的波形。图3给出了填谷电路的电路图,其中Ut表示整流后输入电压,Upk为输入电压峰值,Ua为A节点电压。

  相位相同且非常接近正弦波的波形,以提高功率因数和抑制谐波。另一方面,要对输出电压进行监控和调节。

  功率因数的提高作用显著,可以实现接近于1的高功率因数。有源PFC技术一出现,便引起了广大工程人员和学者的关注,经过多年的研究发展,已经出现了许多成熟的有源PFC电路,按照不同的分类方法可以将有源PFC电路分为多种。

  三极管VT的基极电位低,而被反偏置,因此VT截止,单向可控硅VS门极为低电平被关断,LED驱动电路未启动,所以LED不亮。到天黑时光敏电阻RG因无光照呈现高电阻,VT导通,VS的门极即有正向触发电压而导通,LED驱动电路启动,LED通电发光。

  由于LED的驱动电流设计为不随温度变化的恒流源,当LED周围温度低于安全温度点时,输出最高容许电流并保持不变;当LED周围温度高于安全温度点时,工作电流就不在安全区内, 这将导致LED的性能远低于标称数值。如果LED周围温度过高则是由LED自身发热导致,所以为了确保LED的性能、寿命不受影响,必须通过电路的温度补偿功能来解决这一问题。

  单片机及MBI1802芯片的工作电压为5V,通过MBI1802的一个外部电阻器Rext,可以调节输出电流的范围为40~360mA,在特定的光照下,只要不超过LED的额定电流,可随意输出电流,这样用户可以灵活的控制LED的光强度。同时,MBI1802芯片的第七脚连接AVR单片机,根据温度传感器18B20所测到温度和检测到的光敏电阻RG的阻值,AVR 单片机通过输出PWM波到MBI1802来控制其输出电流,实现LED的温度补偿,同时可以精确调节LED亮度,进而实现LED的调光功能。

  半导体器件在正向导通后,结电压VF随环境温度上升而下降,即-2 mV/℃,称PN结的负温度效应,该特性直接影响它的发光效率、发光亮度、发光色度。例如当常温30℃时,选择LED最佳工作电流为135mA,当环境温度升到90℃,结电压VF下降,工作电流急剧增加到265~282mA;当温度下降至-40℃时,结电压VF上升,最佳工作电流将从135mA 减小到27 mA,发光亮度也随电流的减少而降低,达不所需的照度,如图7中电流曲线I。

  电源寿命,实现LED照度的调节。通过取点实验表明,该方案的设计原理合理、方案可行,补偿效果明显。


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