半導體中高功率照明LED驅動(dòng)器方案

圖3. 電流控制頻率反走(CCFF)架構原理說(shuō)明

對于兩段式方案而言，在高壓DC-DC次級段，單開(kāi)關(guān)反激架構（圖4所示）能效高，設計簡(jiǎn)單，但功率設計通常小于100W。安森美半導體作為業(yè)內領(lǐng)先的固定頻率及準諧振(QR)控制方案供應商，提供的準諧振固定頻率反激控制芯片具備高壓?jiǎn)?dòng)、QR谷底鎖定、強固的故障保護、寬產(chǎn)品系列（控制器最低6個(gè)引腳）等特點(diǎn)。從業(yè)內率先推出第一代高壓準諧振反激控制芯片NCP1207/NCP1308，到第二代提供更多保護功能的NCP1337/NCP1338，再到第三代輕載能效大幅提升的NCP1380，直到最新的第四代改善空載能耗的NCP1339，安森美半導體一直都在不斷努力，開(kāi)發(fā)更多滿(mǎn)足客戶(hù)更寬需求的芯片產(chǎn)品。

圖4.高壓DC-DC次級端反激拓撲示意圖

而相對于其他諧振拓撲，LLC串聯(lián)諧振轉換器（圖5所示）則能夠在相對寬的輸入電壓及輸出負責范圍下工作；所需元器件數量則更少，諧振儲能元件能夠集成到單個(gè)變壓器中；初級端開(kāi)關(guān)在所有額定負載條件下能實(shí)現零電壓開(kāi)關(guān)(ZVS)；次級端二極管能夠實(shí)現零電流開(kāi)關(guān)(ZCS)，沒(méi)有反向恢復損耗，所以作為一種高性?xún)r(jià)比、高能效及低EMI方案，常用于高輸出電壓的應用中。

NCP1398作為第五代高性能LLC串聯(lián)諧振控制器，工作頻率可以從50kHz高至750kHz，可調節最小開(kāi)關(guān)頻率精度達到±3%，可調節死區時(shí)間，帶外部可調節軟啟動(dòng)，精密及高阻抗輸入欠壓保護，用于過(guò)溫或過(guò)壓等嚴重故障條件下閂鎖輸入腳，基于定時(shí)器的可自動(dòng)恢復過(guò)流保護，閂鎖輸出短路保護，on/off控制關(guān)閉輸入腳，跳周期模式，帶可調節遲滯，Vcc工作電壓達20V，共集電極光耦連接，簡(jiǎn)化Oring控制，內置過(guò)溫關(guān)閉，600V半橋驅動(dòng)器，帶1A/0.5A汲/源驅動(dòng)能力，NCP1398B還提供反饋環(huán)路開(kāi)路保護。

圖5.高壓DC-DC次級端LLC串聯(lián)諧振示意圖

組合控制器方案

NCL30051是一款PFC及諧振半橋組合控制器，這器件集成了一個(gè)CrMPFC控制器及一個(gè)半橋諧振控制器，并內置600 V驅動(dòng)器，針對離線(xiàn)電源應用進(jìn)行了優(yōu)化，采用SOIC16封裝，具備了所有實(shí)現高能效、小外形設計所需的特性。相比傳統途徑的CrM PFC+LLC通過(guò)改變LLC頻率來(lái)控制功率，NCL30051則是改變PFC大電容電壓來(lái)控制功率，局限在于大電容電壓的動(dòng)態(tài)范圍，優(yōu)點(diǎn)則是簡(jiǎn)化了固定電壓LED驅動(dòng)器設計。

總結

LED照明正快速演變，新的驅動(dòng)方案需要能夠配合市場(chǎng)上最新的LED應用；同時(shí)為提升能效及降低系統總成本，拓撲結構的選擇也在演變。為滿(mǎn)足中高功率LED照明驅動(dòng)的需求，安森美半導體提供了陣容廣博、相輔相成的方案，包括單段式PFC方案，以及PFC+DC-DC轉換的兩段式方案，滿(mǎn)足不同的中大功率LED照明應用的需求。