效率高達92%的低成本LED驅動(dòng)可實(shí)現方案
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對于大功率LED照明驅動(dòng)而言，傳統拓撲結構面臨高成本、低效率、低可靠性和EMI干擾等諸多問(wèn)題。市面上典型的大功率LED照明驅動(dòng)的拓撲架構通常包含恒壓模塊和恒流模塊，總效率僅能達到88%左右，更高的效率則需犧牲成本；多串Buck電路+PFC+LLC，芯片數量眾多導致成本過(guò)高；由于實(shí)際應用中每一串都需要一個(gè)Buck，且PFC、LLC電路非常復雜，因此可靠性較差；此外，每一串Buck開(kāi)關(guān)頻率未進(jìn)行同步，EMI干擾嚴重。
于是，TI在2008年底就提出了一種串行輸入、多并行等價(jià)LED驅動(dòng)器（SIMPLDrive）。德州儀器半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理劉學(xué)超博士介紹說(shuō)，這種架構仍然需采用3顆IC：第1級為傳統的PFC，第2級為臨界模式的Buck降壓；第3級為多串變壓器的恒流。這種三 級多串變壓器解決方案的總體效率非常高，超過(guò)了93%，不過(guò)并未明顯改善成本方面的不足。
圖1：德州儀器半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務(wù)拓展經(jīng)理劉學(xué)超博士。
TI在上個(gè)季度量產(chǎn)的創(chuàng )新型IC UCC25710去除了Buck降壓部分，很好地解決了之前IC成本的問(wèn)題。這是業(yè)界首款直接通過(guò)PFC輸出驅動(dòng)多個(gè)LED串的單芯片LLC控制器，適用于大效率LED驅動(dòng)電源。劉學(xué)超表示，“現在可以直接對每一串LED進(jìn)行控制，然后直接控制LLC諧振半橋電路，這使得電路非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)升壓的PFC，再加上一個(gè)多串的變壓器串聯(lián)恒流的諧振半橋，就得到大功率LED驅動(dòng)電流新的拓撲?！毙峦負涞膬?yōu)勢包括：高效率：可達到92%；低成本：無(wú)需CC DC/DC驅動(dòng)器；高可靠性：元器件少，恒壓恒流集成在一個(gè)模塊；可以兼容PWM或模擬調光；EMI設計簡(jiǎn)單：只需升壓PFC和多串變壓器串聯(lián)的諧振半橋，因此設計起來(lái)很容易。
劉學(xué)超指出，這是目前唯一一顆基于多個(gè)變壓器串聯(lián)的諧振電路，來(lái)實(shí)現高效率、低成本的LED驅動(dòng)照明的方案。通過(guò)變壓器磁平衡方式來(lái)實(shí)現均流控制是該架構的核心所在，不過(guò)，用一個(gè)電壓器驅動(dòng)一串LED成本仍然較高，“TI專(zhuān)利的多變壓器架構采用一個(gè)變壓器驅動(dòng)兩個(gè)LED串，相比一個(gè)變壓器驅動(dòng)一個(gè)電流的方式降低了成本?！?/P>
UCC25710的開(kāi)關(guān)頻率可以從最小到最大開(kāi)關(guān)頻率自由設定，精準度是3%-6%。能夠支持1%-100%的調光范圍，通過(guò)對Duty cycle進(jìn)行延時(shí)處理，可得到線(xiàn)性的調光曲線(xiàn)。芯片內部集成了過(guò)壓、欠壓、過(guò)流保護機制，以及過(guò)溫保護功能。它帶有PWM調光接口，只需配備ZigBee和調光的控制就可以對LED進(jìn)行驅動(dòng)。
TI現已提供的PMT4302通用LED照明多串LLC AC/DC驅動(dòng)器參考設計采用UCC28810作為臨界模式PFC，UCC25710作為多串LLC控制器。輸入電壓為90V-260V寬電壓范圍的輸入，輸出為500mA，支持四串LED，可以達到92%的效率。
圖2：采用了UCC25710的PMT4302多串LLC AC/DC驅動(dòng)器Demo板。
UCC25710 LED驅動(dòng)器控制IC適用于通用LED照明和LED電視背光，其主要性能特點(diǎn)如下：
可調節Fmin 3%（準確度）和Fmax 6%（準確度）
閉環(huán)LED串電流控制
PWM調光輸入
LLC與串聯(lián)開(kāi)關(guān)控制支持調光
可編程調光LLC開(kāi)關(guān)斜坡，可消除噪聲
可在低調光占空比下支持閉環(huán)電流控制
可編程軟啟動(dòng)
內置過(guò)壓、欠壓和輸入電流保護，支持自動(dòng)重啟響應
二級過(guò)流閾值支持鎖定響應
+400Ma/-800mA門(mén)驅動(dòng)電流
低啟動(dòng)電流與低工作電流；
20引腳SO無(wú)鉛（Pb）封裝
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