使用FL7930B和FAN7621S的LED路灯设计150W电源设计指南

This  application  note  describes  a  150W  rating  design  guideline  for  LED  street  lighting.  The  application  design  consists  of  CRM  PFC  and  LLC  SRC  with  high  power  factor  and  high  power  conversion  efficiency  using  FL7930B  and  FAN7621S.  To  verify  the  validity  of  the  application  board  and  scheme,  a  demonstration  board  150W  (103V/1.46A)  AC-DC  converter  was  implemented  and  its  results  are  presented  in  this  application  note.  In  CRM  active  PFC,  the  most  popular  topology  is  a  boost  converter.  This  is  because  boost  converters  can  have  continuous  input  current  that  can  be  manipulated  with  peak  current  mode  control  techniques  to  force  peak  current  to  track  changes  in  line  voltage.  The  FAN7930B  is  an  active  Power  Factor  Correction  (PFC)  controller  for  boost  PFC  applications  that  operate  in  critical  conduction  mode  (CRM).  Since  it  was  first  introduced  in  early  1990s,  LLC-SRC  (series  resonant  converter)  has  became  a  most  popular  topology  because  of  its  outstanding  performance  in  areas  such  as  the  output  regulation  of  switching  frequency,  ZVS  capability  for  entire  load  range,  low  turn-off  current,  small  resonant  components  using  the  integrated  transformer,  zero  current  switching  (ZCS),  and  no  reverse  recovery  loss  on  secondary  rectifier.  Figure  1  shows  the  typical  application  circuit,  with  the  CRM  PFC  converter  in  the  front  end  and  the  LLC  SRC  DC-DC  converter  in  the  back  end.  FL7930B  and  FAN7621S  achieve  high  efficiency  with  medium  power  for  150W  rating  applications  where  CRM  and  LLC  SRC  operation  with  a  two-stage  shows  best  performance.  CRM  boost  PFC  converters  can  achieve  better  efficiency  with  light  and  medium  power  rating  than  Continuous  Conduction  Mode  (CCM)  boost  PFC  converters.  These  benefits  result  from  the  elimination  of  the  reverse-recovery  losses  of  the  boost  diode  and  Zero-Current  Switching  (ZCS).  The  LLC  SRC  DC-DC  converter  achieves  higher  efficiency  than  the  conventional  hard  switching  converter.  The  FL7930B  provides  a  controlled  on-time  to  regulate  the  output  DC  voltage  and  achieves  natural  power  factor  correction.  The  FAN7621S  includes  a  high-side  gate  driver  circuit,  accurate  current-controlled  oscillator,  frequency  -limit  circuit,  soft-start,  and  built-in  protections.  The  high-side  gate  drive  circuit  has  a  common-mode  noise  cancellation  capability,  which  guarantees  stable  operation  with  excellent  noise  immunity.  Using  Zero  Voltage  Switching  (ZVS)  dramatically  reduces  switching  losses  and  significantly  improves  efficiency.  ZVS  also  reduces  switching  noise  noticeably,  which  allows  a  small-sized  Electromagnetic  Interference  (EMI)  filter.

本应用笔记描述了LED街道照明的150W额定设计指南。该应用程序设计由使用FL7930B和FAN7621S的CRM  PFC和LLC  SRC组成，具有高功率因数和高功率转换效率。为了验证应用板和方案的有效性，实施了一个演示板150W（103V  /  1.46A）AC-DC转换器，其结果在本应用笔记中进行了介绍。在CRM有源PFC中，最流行的拓扑是升压转换器。这是因为升压转换器可以具有连续的输入电流，可以使用峰值电流模式控制技术对其进行操作，以迫使峰值电流跟踪线路电压的变化。  FAN7930B是一款有源功率因数校正（PFC）控制器，适用于以临界传导模式（CRM）工作的升压PFC应用。自1990年代初首次推出以来，LLC-SRC（串联谐振转换器）已成为最受欢迎的拓扑，因为它在诸如开关频率的输出调节，整个负载范围内的ZVS功能，低关断等方面表现出色。电流，使用集成变压器的小谐振元件，零电流开关（ZCS），并且次级整流器没有反向恢复损耗。图1显示了典型的应用电路，其中CRM  CRM  PFC转换器位于前端，而LLC  SRC  DC-DC转换器位于后端。  FL7930B和FAN7621S在150W额定功率的应用中以中等功率实现了高效率，其中CRM和LLC  SRC的两级运行表现出最佳性能。与升压连续模式（CCM）升压PFC转换器相比，CRM升压PFC转换器在轻度和中等功率额定值下可获得更高的效率。这些好处来自消除了升压二极管和零电流开关（ZCS）的反向恢复损耗。  LLC  SRC  DC-DC转换器比传统的硬开关转换器具有更高的效率。  FL7930B提供受控的导通时间以调节输出DC电压并实现自然功率因数校正。  FAN7621S包括高端栅极驱动器电路，精确的电流控制振荡器，限频电路，软启动和内置保护。高端栅极驱动电路具有共模噪声消除功能，可确保稳定的运行并具有出色的抗噪声能力。使用零电压开关（ZVS）可以大大降低开关损耗，并显着提高效率。  ZVS还显着降低了开关噪声，从而允许使用小型电磁干扰（EMI）滤波器。