LED電源解決方案:控制正向電流

　　電流控制是這個(gè)平臺的與眾不同之處。該解決方案利用微控制器外設(高分辨率定時(shí)器和快速模數轉換器)來(lái)管理電流控制過(guò)程。

　　觸發(fā)器/時(shí)鐘控制器是定時(shí)器架構的組件之一，模數轉換器觸發(fā)電路是觸發(fā)器/時(shí)鐘控制器內置的一個(gè)特殊功能，通過(guò)TRGO信號可以管理模數轉換器的四個(gè)觸發(fā)信源事件 (Reset, Enable, Up/Down, Count)。

　　在這個(gè)架構內有一個(gè)與PWM周期中心對準的三角形載波，當達到最大計算值時(shí)，該三角形載波利用TRGO信號觸發(fā)模數轉換器，這個(gè)最大值正好是導通時(shí)間(Ton/2)波形周期的中間。

　　如果能夠保證連續導通模式運行，這個(gè)觸發(fā)操作與隨后的模數轉換過(guò)程將會(huì )計算出均流值，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) 在導通期間(Ton)的LED電流; b) 在Ton/2期間的模數轉換器觸發(fā)操作

　　這個(gè)觸發(fā)功能嵌入在定時(shí)器架構內，因為在轉換數據能夠用于電流回路通過(guò)標準PI控制器調整電流前，轉換操作都是由軟件管理的，所以不會(huì )給CPU增加負荷。

　　此外，Ton/2電流值不受開(kāi)關(guān)操作的影響(圖3a)，因為沒(méi)有阻容濾波器引起的延時(shí)，所以電流檢測精度不再是問(wèn)題。具有PWM調光功能的電流調整波形如3b所示。

　　圖3:a) LED電流(綠色波形)和并聯(lián)變阻器上的電壓(紫紅色波形); b) LED燈串上的均流控制

　　一旦轉換操作結束，電流控制立即逐個(gè)通道地每3個(gè)PWM周期執行一次轉換結束中斷服務(wù)處理程序(End Of Conversion Interrupt Service Routine)，以確保適合的控制器帶寬。為最大限度地減少因控轉換時(shí)間造成的通道之間電流失匹，當控制器對其中一個(gè)通道進(jìn)行轉換和調整操作時(shí)，同時(shí)還利用不同的采樣時(shí)間控制其余的通道。

　　為了在白天改變輸出光通量，調整照明系統的總體亮度，該平臺還在LED整流電路內增加調光功能。

　　為了全面地分析采用反向降壓轉換器拓撲實(shí)現的數字電流控制器，圖4對能效與電流負載進(jìn)行了對比分析。在全負載時(shí)，四條通道可實(shí)現97%的總能效，這可滿(mǎn)足主要的節能要求。

　　圖4：能效

　　最后，過(guò)壓保護、過(guò)流保護和LED短路保護(有維修人員檢修的應用情景)進(jìn)一步完善了這個(gè)街道照明平臺的性能和市場(chǎng)競爭力。該平臺的優(yōu)點(diǎn)包括：可以輕松實(shí)現1到16路輸出通道，用軟件和靈活的數字控制器控制的1W、3W或大功率LED的電源模塊，為可調光的多燈串架構的高能效街道照明系統提供最佳的解決方案。