分享好友 安规首页 安规分类 切换频道

如何设计符合能源之星固态照明要求的离线高功率因数TRIAC调光LED驱动器?

2015-01-261420安森美半导体安规与电磁兼容网

据国际能源署统计全球消耗的电能中有19%是用于照明。因此,近年来,世界各国纷纷致力于以更高能效的方案来替代低能效的白炽灯光源。而随着发光二极管在流明输出及光效方面持续快速进步。 同时,平均每流明光输出的成本也在下降,再结合LED在高指向性、长寿命和低维护成本等方面的优势,LED照明(也称固态照明,或SSL)成为一种极为引人注目的替代解决方案。

针对固态照明的能效规范要求

为了促进节能,世界各地的政府机构或规范组织制定了不同LED照明规范,主要体现在对功率因数(PF)的要求方面。如欧盟的国际电工联盟(IEC)规定了功率大于25W照明应用的总谐波失真性能,某些地区的其它国际标准也适用这规定。

另外,美国能源部制定及发布了针对固态照明灯具的“能源之星”标准。这项自愿性标准包含针对常见住宅和商业照明灯具(如嵌灯、橱柜灯和台灯)的系列要求,涵盖最低流明输出、总体光效、可靠性目标、光色温及一系列其它关键系统级要求。值得注意的是,这个标准中并不直接包含电源能效要求,但包含功率因数要求,即不论是何种功率等级,住宅应用要求的PF大于0.7,商业应用要求的PF大于0.9,而集成LED灯光的要求是PF大于0.7。

当然,并非所有国家都绝对强制要求在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。例如,公用事业机构可能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,公用事业机构拥有/维护街灯时,他们可以根据自己的意愿,来决定是否要求产品拥有高功率因数(通常大于0.95+)。

13W LED嵌灯设计示例

1)参照代用标准确立最大负载设计目标

以“能源之星”的固态照明灯具标准为例,这标准包含决定灯具光效的总体性要求;实际上,这标准是一个系统级标准,涉及所选LED、现场工作温度、光学组件、驱动器电源转换能效等。灯具开发人员因而可以在LED的选择、光学组件的使用、热管理方案、驱动器拓扑结构及设计方面折衷取舍,从而符合整体要求。下表列举了“能源之星”1.1版住宅及商业应用固态照明规范1.1版对嵌灯的关键系统要求。

 
表1:“能源之星”1.1版住宅及商业固态照明规范之嵌灯关键要求

最常见的嵌灯是较大孔径类嵌灯。对于住宅及商业应用而言,除了功率因数方面的差别,设计人员能够灵活地使用中性及暖白光LED。从表1中的最低要求可以看出,要获得575流明的最低输出,最大输入功率阈值约为16.4W。

由于没有直接适用的LED驱动器能效标准,可考虑将“能源之星”2.0版外部电源(EPS)标准作为代用标准。根据EPS 2.0标准,额定功率在1到49W之间的标准电源的最低能效要求为0.0626×ln(Pno)+0.622。因此,符合这标准的12W额定功率电源的最低能效为77.7%,15W电源则为79.1%。由于LED灯具标准基于输入插座能效,有必要将驱动器能效目标转换为有效的LED负载。为了增加一些设计裕量,我们将最低目标能效定为80%。这样一来,LED负载就为16.4W×80%,即13.1W。

这样,我们就确定了最大负载设计目标。LED光效受制于LED制造商以及驱动电流和工作温度。安森美半导体这GreenPoint参考设计选择的是350mA的恒定电流,支持市场上大多数高亮度功率LED。另一个要顾及的因素是灯具开发人员可以选择宽范围的LED,所选LED的光效越高,要求采用的LED数量就越少。因此,这GreenPoint参考设计在50%至100%额定负载时的能效应当较高。随着LED光效的提升,可以轻易修改同一个基本电源设计来驱动更少的LED,从而提供远高于最低要求的灯具光效。

« 上一页 1/3 下一页 »
收藏 0
打赏 0
评论 0
欧盟轻型电动车辆及电动自行车的CE认证要求和测试方法解读
轻型电动车辆和电动自行车CE认证要求EN 17128:2020 载人和货物及相关设施运输的轻型机动车辆,未经道路使用类型批准-轻型电动车辆(PLEV)EN 15194 自行车 电动辅助自行车 - EPAC BicyclesEN 50604-1 用于轻型电动汽车

0评论2023-12-05277

欧盟新电池法规常见问题答疑
1.欧盟新电池法规和欧盟电池指令的关系是什么?属于欧盟电池合规要求更替的关系:欧盟新电池和废电池的法规(EU) 2023/1542已正式发布,于2023年8月17日起生效,将于2024年2月18日起施行;而旧的欧盟电池指令2006/66/

0评论2023-11-21165

振动和冲击对锂电池的影响
锂电池驱动的电动微型交通工具,如电动自行车、电动滑板车和电动摩托车,在正常使用过程中会经历重大的振动和冲击。随着时间的推移,这些机械应力可能会放大产品内部缺陷,增加电池故障、过充、过热和火灾的风险。受影响的元件振动和冲击对锂离子电池内部受影响的主要组件包括:电极反复的冲击和振动会导致电极材料,主要是阳极,出现微小的裂缝。这会产生没有电气接触的“死点”和电阻增加的“热点”,从而降低电池性能和寿命。分隔膜电极之间的聚烯烃分隔膜会因连续的应力而疲劳和撕裂,使电极接触并引起内部短路。分隔膜也更容易堵塞,抑制离子流

0评论2023-07-21275

家用电器电参数测量影响结果准确性的因素分析
在前文《电热器具输入功率项目不合格原因探讨》、《电热器具输入功率项目在生产过程中的监视和测量》中,笔者曾提出关注试验电源电压波动的问题,试验电源电压不准确将对电热器具输入功率测量结果的准确性造成直接影

0评论2023-01-30171

电热器具输入功率项目在生产过程中的监视和测量
电热器具输入功率项目不合格在各级产品质量监督抽查、产品检测中常有发生,尤其是以电阻丝发热为加热原理的电热器具,比如,常见的电吹风、电暖器、电热水壶、电热水器、电饭锅、电热毯等产品。笔者曾行文《电热器具

0评论2023-01-3072

正确使用CNAS标识要注意哪些内容?
1、标识的位置实验室或检验机构应将CNAS认可标识置于其签发的报告、证书首页上部适当的位置。2、认可标识签发带CNAS认可标识或认可状态声明的报告或证书应由授权签字人在其授权范围内签发。3、不可使用认可标识的情

0评论2022-11-04139

医疗器械审评与注册核查衔接现状探讨
摘要:以中医熏蒸治疗设备为例,通过企业座谈、调研、省级审评查验中心的问卷调查,汇总研究医疗器械审评与注册核查相衔接的现状及问题,并提出解决建议,期望有利于提升审评人员能力,改革审评制度,促进医疗器械行

0评论2022-10-2552

电暖器出口欧盟地区需要哪些认证?
一、前言冬季临近,欧盟地区即将进入供暖需求的高峰期。随着能源危机、天然气缺口等因素的不断加剧,欧盟市场对电取暖设备的市场需求显著增长:■ 据阿里巴巴国际站数据显示,取暖电器设备的需求量同比去年增长超40%

0评论2022-10-20101

锂电池及含锂电池设备或车辆2023年空运要求
1、UN38.3报告的试验概要变化2023年1月1日开始,取消了仅含有锂纽扣电池的设备(包括电路板)的测试摘要(Test Summary)的要求。2、新能源汽车航空运输的要求变化对于新能源汽车航空运输包装说明PI950、PI951和 PI 952

0评论2022-10-20406