LED Street Light Design 150W Power Supply Design Guide Using FL7930B and FAN7621S

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 converter, and the results are presented in this application note. In CRM active PFC, the most popular topology is the boost converter. This is because the boost converter can have a continuous input current, which can be operated using a peak current mode control technique to force the peak current to track the changes in line voltage. The FAN7930B is an active power factor correction (PFC) controller for boost PFC applications operating in critical conduction mode (CRM). Since its initial introduction in the early 1990s, the LLC-SRC (series resonant converter) has become the most popular topology because of its excellent performance in aspects such as output regulation of switching frequency, ZVS function over the entire load range, low turn-off current, use of small resonant elements with an integrated transformer, zero current switching (ZCS), and no reverse recovery losses in the secondary rectifier. Figure 1 shows a typical application circuit with a CRM CRM PFC converter at the front end and an LLC SRC DC-DC converter at the back end. The FL7930B and FAN7621S achieve high efficiency at moderate power in applications rated to 150W, where two-stage operation of CRM and LLC SRC shows the best performance. The CRM boost PFC converter achieves higher efficiency at mild and moderate power ratings compared to the boost continuous mode (CCM) boost PFC converter. These benefits come from the elimination of reverse recovery losses of the boost diode and zero current switching (ZCS). LLC SRC DC-DC converters achieve higher efficiency than conventional hard-switching converters. The FL7930B provides controlled on-time to regulate the output DC voltage and achieve natural power factor correction. The FAN7621S includes high-side gate driver circuitry, precise current-controlled oscillator, frequency-limiting circuitry, soft-start, and built-in protection. The high-side gate drive circuit features common-mode noise cancellation to ensure stable operation with excellent noise immunity. The use of zero voltage switching (ZVS) greatly reduces switching losses and significantly improves efficiency. ZVS also significantly reduces switching noise, allowing the use of small electromagnetic interference (EMI) filters.