万正芯源声明

 

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万正芯源声明.................................................................................................................................... 1

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1 订购代码/连接方式/上电启动........................................................................................................ 6

1.1订购代码.............................................................................................................................. 6

1.2连接图.................................................................................................................................. 6

1.3输入电压.............................................................................................................................. 6

1.4负载..................................................................................................................................... 6

1.5 0-10V调光接口.................................................................................................................... 6

2 介绍................................................................................................................................................ 6

3 技术规格........................................................................................................................................ 7

4 原理图............................................................................................................................................ 8

5 测试结果........................................................................................................................................ 9

5.1 效率...................................................................................................................................... 9

5.2 U-I 电压-电流特性(恒流特性)......................................................................................... 11

5.3 调光性能............................................................................................................................ 11

5.4 功率因数(PF)与功率曲线.................................................................................................... 12

5.5 THD与功率曲线.................................................................................................................. 13

5.6 浪涌保护............................................................................................................................ 14

6 功率磁性元件规格........................................................................................................................ 16

6.1 共模电感 L1 L2规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号:744 8233 05................................... 17

6.2 差模电感 L5规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3157 55...................................... 18

6.3 PFC电感L6规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3131 80....................................... 19

6.4 LLC谐振电感L7规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3428 05  V0.4........................ 20

6.5 LLC变压器TR1规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3428 86.................................. 21

7 PCB版图....................................................................................................................................... 21

7.1底层图................................................................................................................................ 22

7.2顶层图................................................................................................................................ 22

8 BOM元器件清单.......................................................................................................................... 22

9 版本历史....................................................................................................................................... 26

10 参考资料..................................................................................................................................... 27

11  深圳万正芯源有限公司联系方式............................................................................................... 27

12 万正芯源版权声明...................................................................................................................... 28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

文档标题:Infineon英飞凌-ICL5102 PFC+LLC 130W恒流驱动电源评估报告-中文版-V1 2017-07-21

 

 

原文资料版本:2017-07-12 V1.0 (by Infineon)

中文版本:2018-03-27  V2  (eric@allgpc.com)

 

 

关于此文档

范围和目的

此文件展示了ICL5102评估板以及ICL5102本身的一些特点,通过对每一步的详细演示,可以进一步增强对整个ICL5102解决方案的理解和熟悉。

ICL5102是一个混合的PFC+谐振控制器,可以用于调光和非调光LED照明应用(包括 LLC LCC结构),其效率可以超90%,同时PFC级在50%负载时可以实现低于5%THD,以及>0.92的功率因数(宽范围输入电压下)。ICL5102 LLC 恒流评估板可以输出功率达130W,只需要利用几个电阻设定即可以轻松配置,而不需要其他用户接口工具。

适合人群

对于任何想利用ICL5102作为研发设计的人员,或是想评估板来进行测试验证的人员,都可以参考此文档。

 

 

1 订购代码/连接方式/上电启动

 

1.1订购代码

 

REF-ICL5102-U130W-CC / SA number: SA001715492 / SP number: SP001667160

1.2连接图

评估板接线如下:

1.3输入电压

AC侧输入电压范围为90V-305Vac交流。

1.4负载

负载端既可以使用电子负载,或是LED实际负载测试。

1. 在输出+GND之间接入LED负载,电压范围为38V-76V,额定电流1.75A

2. 在输出+GND之间接入电子负载,设定电子负载为CV恒压模式,最大电压为76V,最小电压为38V

注:评估板个体之间电流精度差异为:+/- 5.5%

1.5 0-10V调光接口

将直流电源接在0-10V接线的+和地上,接10V时即为达到最大输出电流IOUTmax,当调到0V时,输出电流为最小值IMINmax

2 介绍

 

此应用笔记描述了一个130W LED评估板,它是一个恒流驱动,输出电压范围从38V-76V,高效率,高PF,低THD,并且在整个输出范围内恒流精度极高,所以这可以作为一个优良的前级电源,如LED照明电源。由于采用了ICL5102集成了临界模式PFC和谐振变换器,整个设计紧凑,BOM成本低。而IC内置智能控制算法,外置电路显著简化,这样无论是BOM成本还是空间得到优化。最后,集成多样的保护功能,系统能够实现高可靠性。

应该笔记中给出了关键规格参数,以及测试波形。

1 LLC恒流驱动评估板,130W,  38V-76V

3 技术规格

 

评估板包括了一个临界模式的PFC和一个半桥LLC,其输出电压范围为38V-76V

PFC级由ICL5102 PFC控制部分实现,它有一个集成的数字式PFC控制环路,并进行了THD补偿。负载范围从10%-100%时,工作于临界PFC模式,同时实现高的功率因数和低的THD。当负载小于10%时,为了限制PFC的开关频率,IC会强制PFC工作于断续模式DCM

半桥LLC以一个固定占空比D=0.5,并有一个自适应死区时间调节功能(250nS-750nS)。ICL5102同时提供了一个更宽的频率,可达330kHz,这样可以提供更宽的调光范围,并能够实现LCC拓扑工作。另外,由于实施了许多保护功能,如输出短路保护,LLC过流保护,容性模式调节,过温保护OTP,输出过压保护OVP,掉电检测保护(BO),以及有源突发模式,这可以实现低于0.5W的待机功耗。

特点

l  输入电压范围:90-305VAC

l  输出频率:47-63Hz

l  输出电流调节:38V-76V输出时,0.003-1.75A

l  待机功耗<300mW

l  启动时间:90VAC时,<350mS

l  额定负载效率:~92% @230VAC

l  PF: 50%负载时,>0.9@230VAC

l  输入电流THD:  50%负载时,<5%@230VAC

l  低温启动:@-40

l  谐波:符合 EN61000-3-2 D

l  EMI:符合EN55015

l  安全:符合EN61347-2-13

l  评估板尺寸:长** 178mm*52mm*32mm

4 原理图

 

评估板原理图,130W,  38V-76V LED恒流驱动电源

2 130W,  38V-76V LED恒流驱动电源

5 测试结果

 

5.1 效率

5即为不同输入和输出时的效率曲线。输出为二个端点38V76V时的效率曲线。

3 满载-空载效率曲线

4 半载(50%-空载效率曲线

5.2 U-I 电压-电流特性(恒流特性)

5 恒流特性曲线

5.3 调光性能

以下为0-10V调光接口测量得到的调光曲线,输入 230V

6 调光曲线

5.4 功率因数(PF)与功率曲线

由于内置了智能数字PFC功能,可以看到在230V输入,半载时仍然实现>0.92的功率因数。

满载-空载PF曲线

 

5.5 THD与功率曲线

由于ICL5102 ZCD引脚采用了智能THD优化,在230V50%负载仍能实现<5%THD

满载-空载THD曲线

5.6 浪涌保护

浪涌保护描述

在发生浪涌时,母线电容C5 C8上的电压上升,而当VLSCS>0.8VVBUS>109%超过500nS时,ICL5102的驱动电路关断。当VBUS电压恢复到109%额定电压以下时,控制器自动重启。正是因为这个特点,当EMI和直流电容存在时,我们可以在半桥电路使用500VMOSFET

浪涌检测

如果母线电压:

VBUS>109%,并引脚2(低端侧电流检测引脚)超过 VLSCS>0.8V,且持续时间大于500nS

浪涌保护

所有驱动均关断

自动重启条件

VBUS<109%

测量:1.7KV浪涌(没有压敏电阻VR1的情况下)

9 1.7kV浪涌,满载,L-N 90

通道1深蓝色:VLSCS ,低端电流检测---信号地

通道2蓝色:VBUS---功率地

通道3VLSDS, 低端侧MOS漏极---功率地

通道4绿色:VPFCDSPFC MOS管漏极---功率地

9 1.7kV浪涌,满载,L-N 90

10 1.7kV浪涌,满载,L-N 90度,自动重启

通道1深蓝色:VLSCS ,低端电流检测---信号地

通道2蓝色:VBUS---功率地

通道3VLSDS, 低端侧MOS漏极---功率地

通道4绿色:VPFCDSPFC MOS管漏极---功率地

10 1.7kV浪涌,满载,L-N 90度,自动重启

 

 

 

 

6 功率磁性元件规格

 

6.1 共模电感 L1 L2规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号:744 8233 05

6.2 差模电感 L5规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3157 55

6.3 PFC电感L6规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3131 80

6.4 LLC谐振电感L7规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3428 05  V0.4

6.5 LLC变压器TR1规格,Würth Elektronik /伍尔特 料号: 750 3428 86

7 PCB版图

 

7.1底层图

7.2顶层图

 

 

 

8 BOM元器件清单

 

9 版本历史

 

原英文文件版本

发布日期

规格书状态

 V1.0

2017-07-21

 

中文版本

发布日期

翻译人

V1

2018-03-26

Eric Wen  (eric@allgpc.com)   

V2

2018-03-27

Eric Wen (eric@allgpc.com)   错字修正

 

10 参考资料

 

1.www.allgpc.com  深圳万正芯源有限公司官方网站

2.Infineon英飞凌ICL5101ICL5102性能对比-万正芯源推广版-20170516 V1,万正芯源版权所有

3.Infineon英飞凌ICL5101ICL5102性能对比-万正芯源推广版-20170524 V2,万正芯源版权所有

4.130W 76-38V CC LED Power Supply Demo Board using ICL5102 in PFC & LLC Top ology V1.0 2017-07-21

 

11  深圳万正芯源有限公司联系方式

 

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邮件:venson@allgpc.com

 

 

12 万正芯源版权声明

 

 

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