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前言

LED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)。

準(zhǔn)確地說，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。

為了通過降低正向電壓解決熱漂移問題，提高系統(tǒng)總體能效，通過PWM和/或模擬調(diào)光技術(shù)控制亮度，獲得防失效管理和過熱控制功能，照明系統(tǒng)對(duì)具有特定控制功能的LED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。

因?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)功率開關(guān)的模擬單片解決方案，最大輸出電流達(dá)到350mA.

如果電壓高于50/60V,因?yàn)樾酒夹g(shù)限制，單片解決方案將無法勝任。

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)。

這個(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。

創(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(過流保護(hù)、過壓保護(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。

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 ÷ 277 VAC - 頻率 45 ÷ 55 Hz)

●超高能效(全負(fù)載是93.85%)免除了對(duì)散熱器的需求

●無電解電容器，長(zhǎng)久可靠

●符合EN61000-3-2 Class-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_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)功率開關(guān)，無需任何柵極驅(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)。

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)來管理電流控制過程。

觸發(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)。