基于ST HVLED001B +HVLED002 設計的高效率和低THD可調光LED 100W驅動(dòng)器

一， HVLED001B 的介紹：

HVLED001B是具有恒定電壓初級感應和超低待機功耗的高功率因數反激控制器, 同時(shí)也是增強型峰值電流模式控制器，能夠主要控制高功率因數（HPF）反激或降壓-升壓。初級側調節和光耦合器控制可以獨立地應用在芯片上，在空載情況下都可以利用精確調節和非常低的待機功耗來(lái)實(shí)現。創(chuàng )新的ST高壓技術(shù)允許HVLED001B直接連接到輸入電壓，從而可以啟動(dòng)設備并監視輸入電壓，而無(wú)需外部組件。有效控制開(kāi)路，輸出短路，輸入過(guò)壓或欠壓等異常情況，以及主開(kāi)關(guān)的開(kāi)環(huán)和過(guò)流等電路故障。內置的智能自動(dòng)恢復計時(shí)器（ART）功能可確保自動(dòng)恢復應用程序，而不會(huì )損失任何可靠性。

它的主要特點(diǎn)是：應用在準諧振（QR）拓撲，直接光耦合器連接，用于具有反饋斷開(kāi)檢測的電流環(huán)路調節，800 V高壓?jiǎn)?dòng)，通用范圍內的高功率因數和低THD，可編程頻率折返，智能自動(dòng)重載計時(shí)器（ART）保證無(wú)閂鎖的設備，0-10和PWM調光兼容。

主要應用在：1，高功率因數的單級LED驅動(dòng)器；2，兩級LED驅動(dòng)器；

二， HVLED002的介紹：

HVLED002是高性能電流模式LED控制器，通過(guò)提供必要的功能，以實(shí)現離線(xiàn)或DC至DC固定頻率電流模式控制方案。 內部實(shí)現的電路包括：用于精確占空比控制的微調振蕩器，欠壓鎖定，為誤差放大器輸入端的精度而微調的精密基準，還提供電流限制控制的PWM比較器以及針對源極或漏極設計的圖騰柱輸出級 高峰值電流。 適用于驅動(dòng)N溝道MOSFET的輸出級在截止狀態(tài)下較低。

它的主要特點(diǎn)是：修整振蕩器可實(shí)現精確的頻率控制；振蕩器頻率可以保證為250 kHz；電流模式工作至500 kHz；鎖存PWM用于逐周期限流；內部調整的參考電壓，帶有欠壓鎖定；大電流圖騰柱輸出；滯后欠壓鎖定；低啟動(dòng)和工作電流。

三， STEVAL-LLL008V1 demo板介紹：

高壓LED路燈和區域照明應用通常需要堅固但高效的電源，以產(chǎn)生具有高功率因數，低THD和最小電壓紋波的嚴格調節的輸出電流。該設計通過(guò)HVLED001B控制器實(shí)現了非常高的效率，該控制器驅動(dòng)STF23N80K5 AC / DC HPF反激轉換器原邊的功率MOSFET，并調節同一原邊的電壓。

此參考設計是具有高功率因數的雙級LED驅動(dòng)器，它具有很高的功率,設計用于使用6LoWPAN網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )的100 W LED照明應用。它包含兩個(gè)主要部分，電源主板和連接性子板。

在電源主板的初級側反激轉換器提供高功率因數和低THD，并通過(guò)HVLED001B控制器（管理AC / DC HPF反激轉換器）上的ZCD引腳通過(guò)變壓器輔助繞組的輸入實(shí)現CV初級側調節（PSR），因此電壓環(huán)路初級側管理的主要優(yōu)點(diǎn)是不需要隔離的光耦。

反激式轉換器（J2連接器）可提供一個(gè)反向降壓級，該反降壓級由HVLED002控制器通過(guò)STL4N10F7功率MOSFET驅動(dòng)，提供105W的功率，平均輸出電壓為79V，最大紋波為1.8V，可將穩定的1.4A電流提供給LED驅動(dòng)器負載。 次級變壓器還能夠提供（通過(guò)輔助扼流圈幾毫安）為HVLED002控制器上電所需的電壓，該控制器管理反降壓電路的電流限制，以實(shí)現調光效果和開(kāi)/關(guān)控制。

四，STM32L071KZ微控制器   

STEVAL-LLL008V1集成了STM32L071KZ微控制器，該微控制器能夠通過(guò)嵌入式SPSGRFC 低于1 GHz收發(fā)器模塊接收遠程開(kāi)，關(guān)和調光命令。連接功能可以擴展到6LowPAN網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中的多個(gè)照明節點(diǎn)。子板可以通過(guò)電源板上的J12-4針連接器連接。引腳1用3.3 V為控制板供電； 引腳4提供公共GND；針腳3用于啟用/禁用控制板的信號；引腳2用于來(lái)自控制板的PWM調光信號。

數據集中器（DCU）和移動(dòng)Android應用程序已經(jīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)，可以幫助您進(jìn)一步探索LED照明參考設計。DCU由NUCLEO-F401RE開(kāi)發(fā)平臺，用于與LED驅動(dòng)器板進(jìn)行低于1 GHz的通信的X-NUCLEO-IDS01A4和用于與移動(dòng)設備進(jìn)行藍牙通信的X-NUCLEO-IDB05A2板組成。

ST 6LoWPAN智能路燈移動(dòng)應用程序，收集照明節點(diǎn)描繪通過(guò)在6LoWPAN網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò )中的評估板上微控制器和RF模塊。

總體設計可提供高效率，不帶光耦合器的PSR控制環(huán)路，以及將控制板與可編程STM32微控制器連接以實(shí)現調光和啟用/禁用功能的選項。

?場(chǎng)景應用圖

?產(chǎn)品實(shí)體圖

?展示板照片

?方案方塊圖

?核心技術(shù)優(yōu)勢

· 寬輸入電壓90V-265V AC 

· 寬輸出電壓40V-70V DC 

· THD在100W全輸入電壓范圍時(shí)小于15%，PF大于95%

· 待機功耗無(wú)控制板時(shí)低于0.3W ，帶控制板時(shí)低于0.6W

· 符合RoHS

?方案規格

?輸入電壓范圍AC 90-265V

?兩級電源轉換器：高功率因數PSR-CV和CC降壓

?用于6LoWPAN Mesh網(wǎng)絡(luò )的Sub-1 Ghz連接

?輸出電壓范圍：40-70V DC。最大電流為1.4 A，電流紋波小于100 mA。輸出最大功率100W

?總體峰值效率： –最小值：在A(yíng)C 90V輸入，40V OUT DC時(shí)超過(guò)90％ –最大值：在A(yíng)C 265V輸入，70V OUT DC時(shí)超過(guò)93％

?待機功耗：  –不帶控制板的265V AC輸入：小于0.3 W –帶有控制板的265V AC輸入：小于0.6 W