LED照明电源损耗分析：以副边整流二极管和DC/DC恒流电路为例

该文档是关于智能家居生态发展白皮书的一部分，主要讨论了电源系统中的损耗分析，特别是副边整流二极管的损耗以及DC/DC恒流电路的损耗。文档提到了PC40材料的铁损耗曲线，并介绍了选用的SB10150副边整流二极管的损耗计算方法。此外，还提到了MOS管寄生二极管、谐振电容、输出电容、附加LC滤波器和线路损耗等其他因素。在DC/DC恒流电路部分，讨论了使用National Semiconductor的LM3402降压转换器实现恒定电流源的原理和损耗来源。 在电源设计中，副边整流二极管的损耗是一个关键考虑因素。SB10150二极管在25℃到125℃范围内，当瞬时电流约为1.7A时，其前向导通电压VF约为0.7V。利用这个数据，可以计算出导通损耗的平均值。副边整流二极管的损耗通常是由其导通时产生的电压降导致的，这直接影响电源的效率。 除了二极管损耗，电源系统中的其他损耗也值得注意。例如，MOS管的寄生二极管在导通时也会产生损耗，谐振电容的等效串联电阻(ESR)会导致能量损失，输出电容的ESR同样如此。附加的LC滤波器和线路电阻也会带来额外损耗。 在DC/DC恒流电路中，采用了LM3402作为受控电流源的降压转换器，用于维持LED阵列的恒定电流。这种设计可以适应不同数量的LED，只要其前馈电压不超过预设的输出电压。损耗主要发生在电感、续流二极管和集成电路(IC)自身的工作过程中。 文档还涵盖了LED照明在地铁车厢应用的电源解决方案，包括单级功率因数校正(PFC)、PFC加有源嵌位正激电路、PFC加对称半桥变换器、PFC加不对称半桥变换器，以及PFC加LLC谐振变换器等多种方案。这些方案各有优缺点，需要根据具体性能要求和参数来选择。 在设计过程中，确定电源的指标参数是至关重要的，包括功率因数、效率、输出电流稳定性等。同时，电源方案的选择应考虑到系统特殊需求，如地铁车厢LED照明系统的稳定性和可靠性。 这篇摘要涉及了电源设计的多个方面，从二极管损耗分析到DC/DC恒流电路的损耗计算，再到不同电源拓扑结构的比较，揭示了电源设计中优化效率和可靠性的关键考量因素。