LED電源解決方案

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1、LED電源解決方案:控制正向電流前言　　LED廠商建議通過(guò)控制正向電流使發(fā)光二極管保持額定的光通量和特定的色溫。鑒于LED的亮度與正向電流值成正比，這個(gè)控制方法是最佳的LED電源解決方案?！　〈送猓琇ED的正向電壓與輸出功率受到結(jié)溫的嚴(yán)格限制，特別是大功率LED更是如此;結(jié)溫是眾所周知的影響質(zhì)量和使用壽命的關(guān)鍵參數(shù)?！　?zhǔn)確地說(shuō)，隨著結(jié)溫升高，正向電壓與輸出功率會(huì)逐漸降低，熱漂移會(huì)導(dǎo)致臨界電流升高。為了通過(guò)降低正向電壓解決熱漂移問(wèn)題，提高系統(tǒng)總體能效，通過(guò)PWM和/或模擬調(diào)光技術(shù)控制亮度，獲得防失效管理和過(guò)熱控制功能，照明系統(tǒng)對(duì)具有特定控制功能的LED

2、驅(qū)動(dòng)器的需求不斷提高。如果給建筑照明和街道照明等應(yīng)用增加價(jià)值，還需要在LED驅(qū)動(dòng)器內(nèi)增加遙控功能?！　∫?yàn)榇蠊β室驍?shù)交流-直流變流器能夠把電網(wǎng)交流電壓轉(zhuǎn)換成更高的輸入直流電壓，所以普通照明LED驅(qū)動(dòng)器通常采用標(biāo)準(zhǔn)降壓拓?fù)?，這種驅(qū)動(dòng)器基于集成一個(gè)功率開(kāi)關(guān)的模擬單片解決方案，最大輸出電流達(dá)到350mA?！　∪绻妷焊哂?0/60V，因?yàn)樾酒夹g(shù)限制，單片解決方案將無(wú)法勝任。　　很多照明平臺(tái)需要那些使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)器的多路輸出系統(tǒng)，而這將會(huì)增加系統(tǒng)架構(gòu)和版圖設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，結(jié)果導(dǎo)致設(shè)計(jì)成本增加。　　標(biāo)準(zhǔn)解決方案的主要應(yīng)用限制與基于并聯(lián)電阻器和內(nèi)部比較器的電流檢測(cè)方

3、法有關(guān)。比較器把從靈敏電阻器回饋的電流與內(nèi)部參考電流值進(jìn)行比較，然后產(chǎn)生一個(gè)用于控制柵極驅(qū)動(dòng)電路的輸出信號(hào)?！　∵@個(gè)常用的模擬控制方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)峰流的控制，因?yàn)長(zhǎng)ED光色漂移在很多要求嚴(yán)格的照明應(yīng)用領(lǐng)域是不準(zhǔn)許的，所以這種方法并不是高品質(zhì)照明的最佳解決方案?！　?chuàng)新的LED驅(qū)動(dòng)器　　意法半導(dǎo)體提出一個(gè)能夠滿足照明要求的高成本效益的街道照明平臺(tái)解決方案。該方案具有優(yōu)異的性能、超高能效(全負(fù)荷時(shí)總體能效大于91%)、完整的防失效管理(過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和短路保護(hù))功能。　　該平臺(tái)由兩大部分組成：電源部分與電流控制器。其中，電流控制器是一個(gè)數(shù)字電流控制器?！　?/p>

4、電源電路的最大輸出功率達(dá)到130W(48V，2.7A)，該電路由兩級(jí)電路組成：基于L6562AT的前端功率因數(shù)校正器(PFC)和基于L6599AT的LLC諧振轉(zhuǎn)換器。這個(gè)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)如下：　　●擴(kuò)展的歐洲輸入交流電壓范圍(177÷277VAC–頻率45÷55Hz)　　●超高能效(全負(fù)載是93.85%)免除了對(duì)散熱器的需求　　●無(wú)電解電容器，長(zhǎng)久可靠　　●符合EN61000-3-2Class-C(交流諧波)、EN55022-Class-B(EMI)和EN60950的雙絕緣(SELV)標(biāo)準(zhǔn)　　電流控制器的核心是采用一個(gè)以地線為參考的電流檢測(cè)方法，這個(gè)算法是由

5、一個(gè)通用微控制器實(shí)現(xiàn)的，能夠調(diào)整反向降壓轉(zhuǎn)換器的輸出電流。該解決方案無(wú)需差分放大器或誤差放大器，更不需要網(wǎng)絡(luò)濾波器以及其它的外部無(wú)源器件。該反向降壓拓?fù)涞哪Ｊ綖檫B續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)，選擇CCM模式的原因是反向降壓拓?fù)涞墓β书_(kāi)關(guān)與地線相連，而不是像標(biāo)準(zhǔn)降壓拓?fù)淠菢舆B接上橋臂開(kāi)關(guān)。因此，在這個(gè)解決方案中，可直接使用微控制器驅(qū)動(dòng)一個(gè)邏輯電平(5V)或超邏輯電平(3.3V)功率開(kāi)關(guān)，無(wú)需任何柵極驅(qū)動(dòng)級(jí)，這使總體解決方案變得簡(jiǎn)單且成本低廉。圖1所示是完整的照明解決方案。圖1:LED街道照明解決方案靈活性是這個(gè)解決方案的研發(fā)目的，從低功率、低壓到大功率、高壓，該

6、解決方案可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)最多16個(gè)輸出通道。意法半導(dǎo)體擁有街道照明專(zhuān)用產(chǎn)品組合，因此，該解決方案讓設(shè)計(jì)人員只使用一個(gè)拓?fù)渚湍芨采w各種不同的LED驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。均流檢測(cè):專(zhuān)用的微控制器外設(shè)　　電流控制是這個(gè)平臺(tái)的與眾不同之處。該解決方案利用微控制器外設(shè)(高分辨率定時(shí)器和快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器)來(lái)管理電流控制過(guò)程?！　∮|發(fā)器/時(shí)鐘控制器是定時(shí)器架構(gòu)的組件之一，模數(shù)轉(zhuǎn)換器觸發(fā)電路是觸發(fā)器/時(shí)鐘控制器內(nèi)置的一個(gè)特殊功能，通過(guò)TRGO信號(hào)可以管理模數(shù)轉(zhuǎn)換器的四個(gè)觸發(fā)信源事件(Reset,Enable,Up/Down,Count)?！　≡谶@個(gè)架構(gòu)內(nèi)有一個(gè)與PWM周期中心對(duì)準(zhǔn)的三角形

7、載波，當(dāng)達(dá)到最大計(jì)算值時(shí)，該三角形載波利用TRGO信號(hào)觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這個(gè)最大值正好是導(dǎo)通時(shí)間(Ton/2)波形周期的中間?！　∪绻軌虮ＷC連續(xù)導(dǎo)通模式運(yùn)行，這個(gè)觸發(fā)操作與隨后的模數(shù)轉(zhuǎn)換過(guò)程將會(huì)計(jì)算出均流值，而不是在電流增大期間通過(guò)軟件處理過(guò)程來(lái)估算均流，如圖2b所示。圖2:a)在導(dǎo)通期間(Ton)的LED電流;b)在Ton/2期間的模數(shù)轉(zhuǎn)換器觸發(fā)操作這個(gè)觸發(fā)功能嵌入在定時(shí)器架構(gòu)內(nèi)，因?yàn)樵谵D(zhuǎn)換數(shù)據(jù)能夠用于電流回路通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)PI控制器調(diào)整電流前，轉(zhuǎn)換操作都是由軟件管理的，所以不會(huì)給CPU增加負(fù)荷?！　〈送猓琓on/2電流值不受開(kāi)關(guān)操作的影響(圖3a)，因?yàn)?/p>

8、沒(méi)有阻容濾波器引起的延時(shí)，所以電流檢測(cè)精度不再是問(wèn)題。具有PWM調(diào)光功能的電流調(diào)整波形如3b所