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            LED電源進入氮化鎵時代!

            2021-07-21

            隨著LED照明功率的提升,傳統的LED驅動器大體積已無法滿足纖薄的燈具設計,并且傳統低效的驅動,在狹小空間內的溫升也是一個嚴重制約應用的問題。將高頻高效的氮化鎵應用到LED驅動電源上,利用高頻高效的優勢,縮小體積并降低發熱,成為高端燈具的首選。

             

            充電頭網拿到了一款英諾賽科的200W驅動電源設計,這款電源采用超薄設計,內置三顆英諾賽科的氮化鎵開關管,采用APFC+LLC架構,高效又輕薄,滿足嚴苛的空間要求。

             

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            英諾賽科LED驅動電源輸入側采用兩級共模電感,整流橋焊接在垂直小板上。PFC升壓電感采用平面設計,中間是濾波電容。輸入電壓為180-264V,輸出為48V,4.2A恒流輸出,200W功率。

             

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            輸出端采用多顆電解電容并聯濾波,LLC變壓器采用平面變壓器,輸出有一級電感線圈濾波。

             

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            PFC升壓電感,諧振電感和變壓器均采用PCB鏤空放置,降低產品厚度。功率器件貼片焊接,空間利用率很高。

             

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            PCB正面為濾波電容和變壓器等元器件,輸入端濾波電路齊全。

             

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            使用游標卡尺測量PCB長度約為196mm。


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            寬度約為35.2mm。

             

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            厚度約為11.7mm,非常纖薄的電源設計,計算功率密度約為2.5W/CC。

             

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            我們首先從輸入端看起,PFC升壓控制器采用安森美NCL2801,是一顆電流模式臨界導通升壓功率因數控制器,支持200W功率。采用谷計數頻率折回獲得高能效和低待機功耗。

             

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            安森美 NCL2801 詳細資料。

             

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            PFC開關管采用英諾賽科INN650D01,這是一顆耐壓650V,瞬態耐壓750V,導阻130mΩ的氮化鎵開關管。在PFC級采用氮化鎵開關管可降低開關損耗并減小導通損耗。

             

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            英諾賽科 INN650D01 詳細資料。

             

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            PFC升壓整流管在電路板正面,采用瑞能BYV25FD-600增強的超快恢復二極管,耐壓600V,額定電流5A。

             

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            LLC控制器采用安森美的NCP13992,是一款用于半橋諧振轉換器的高性能電流模式控制器。此控制器內置600V門極驅動器,簡化布局,減少了外部部件數量。在需要PFC前級的應用中,NCP13992可輸出驅動信號控制PFC控制器。

             

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            安森美 NCP13992 詳細資料。

             

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            兩顆英諾賽科INN650D02組成半橋,進行LLC軟諧振開關。INN650D02是一顆耐壓650V,瞬態耐壓750V,導阻200mΩ的氮化鎵開關管,使用氮化鎵開關管能進一步降低LLC拓撲的開關損耗。

             

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            英諾賽科 INN650D02 詳細資料。

             

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            由于這款電源的后級LLC頻率較高,且能效要求較高,輸出采用了同步整流取代肖特基,以提高效率降低發熱。同步整流控制器采用NCP4306進行LLC同步整流控制。

             

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            安森美 NCP4306 詳細資料。

             

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            同步整流管采用英飛凌BSC093N15NS,耐壓150V,導阻9.3mΩ,右側是輸出電流取樣電阻,15mΩ。

             

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            英飛凌 BSC093N15NS 詳細資料。

             

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            另一顆英飛凌BSC093N15NS同步整流管。

             

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            輸出電壓通過光耦反饋到NCP13992初級LLC控制器。

             

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            電源其中一顆Y電容采用特銳祥貼片Y電容,與傳統插件Y電容對比,高度優勢非常明顯。

             

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            電源輸入端還有兩顆特銳祥的貼片Y電容。

             

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            輸出恒流控制采用安森美 NCP4328B進行恒壓恒流控制,為LED電源提供恒流輸出。

             

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            安森美 NCP4328B 詳細資料。

             

            值得一提的是,這款LED驅動電源的初級濾波電容和輸出濾波電容都采用了永銘提供的電解電容,初級高壓電容為氮化鎵充電器中使用率非常高的KCX系列小體積快充電容,借助小體積優勢,達成高密度的設計。

             

            輸出濾波電容為永銘LKM系列長壽命高頻低阻抗電容,具有105℃7000-10000小時保證,高頻低阻抗。永銘電容經過市場多年檢驗,產品質量穩定,對于要求高可靠性的LED電源來說非常適合。

             

            充電頭網總結

             

            目前LED照明已經普及,傳統電源的弊端隨著高要求也逐漸顯露出來,體積大溫升高,無法滿足現有高端燈具的苛刻要求。英諾賽科考慮到現有LED驅動電源的局限性,通過使用氮化鎵器件全新推出了一款大功率小體積的氮化鎵LED驅動電源。

             

            電源采用英諾賽科的高壓氮化鎵開關管應用于PFC和LLC開關電源部分,小體積超薄封裝有效降低了電源的厚度,并便于散熱,實現了高密度高效率的LED驅動電源設計。英諾賽科的氮化鎵開關管便于驅動,可以與多種控制器搭配工作,方便實際應用。

             

            通過在巨量的LED驅動電源上使用氮化鎵,可以把小體積高效率的優勢帶到LED照明上,大功率的LED電源使用氮化鎵后可以降低功率損耗和散熱需求,使本已高效節能的LED照明更加綠色環保。


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