英飛凌高效LED照明解決方案

摘要：在大功率通用照明應(yīng)用中，由于LED制造所導(dǎo)致的正向壓降的離散性和散熱問(wèn)題，要求LED照明解決方案采用高度精確、高效和高可靠性的電源。本文介紹了英飛凌專(zhuān)為LED照明應(yīng)用而開(kāi)發(fā)的電源解決方案。

　　英飛凌的LED（發(fā)光二極管）照明解決方案采用了PFC（功率因數(shù)控制器）+LLC（邏輯鏈路控制）+線性驅(qū)動(dòng)器雙級(jí)拓?fù)?，并?shí)現(xiàn)了反饋控制。主級(jí)由PFC + LLC構(gòu)成，充當(dāng)交流-直流轉(zhuǎn)換器，次級(jí)由線性LED驅(qū)動(dòng)器BCR450 + BDP947功率晶體管構(gòu)成，作為L(zhǎng)ED恒流源。借助8位微控制器，該方案不僅具備保護(hù)、調(diào)光、智能控制和通信等功能，而且更提高了線性LED驅(qū)動(dòng)器的效率。

　　該方案避免了使用單一穩(wěn)壓輸出時(shí)遇到的多通道LED之間電流不平衡及開(kāi)關(guān)模式LED驅(qū)動(dòng)器要求使用更多外置元件而產(chǎn)生的產(chǎn)品穩(wěn)定性問(wèn)題。它降低了產(chǎn)品成本，提高了穩(wěn)定性。更為重要的是，線性LED驅(qū)動(dòng)器不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。此外，該解決方案在次級(jí)端未使用電解電容，從而延長(zhǎng)了使用壽命。

　　在主級(jí)利用升壓轉(zhuǎn)換器拓?fù)?，借助TDA4863-2G IC（集成電路）來(lái)提供功率因素校正；這個(gè)PFC可驅(qū)動(dòng)高壓MOSFET，提供400V DC輸出電壓。

　　ICE2HS01G IC是一個(gè)高性能脈沖頻率調(diào)制諧振控制器，確切地講，是一個(gè)半橋LLC諧振轉(zhuǎn)化器。它以50%的占空比工作，支持兩個(gè)主用柵極驅(qū)動(dòng)，并實(shí)現(xiàn)了180°相移。它結(jié)合脈沖晶體管、驅(qū)動(dòng)器IC以及主側(cè)和次側(cè)MOSFET，共同降低直流電壓。

　　利用集成了MOSFET的固定頻率電流模式PWM控制器——集成式功率IC CoolSET? F3R ICE3BR4765J，實(shí)現(xiàn)了輔助反激式轉(zhuǎn)換器。它為微控制器運(yùn)行提供了5V直流電源，為線性LED驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行提供了12V直流電源。

　　線性LED驅(qū)動(dòng)器BCR450經(jīng)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)，具備諸如±1.5%的高輸出電流精度、過(guò)流保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)和保護(hù)LED免受熱過(guò)載損害等特性，適用于大電流通用照明應(yīng)用。

　　BCR4 5 0 結(jié)合外置功率晶體管BDP947，提供了高達(dá)每通道2000mA的恒定LED電流。可以利用外置檢測(cè)電阻， 調(diào)節(jié)該輸出電流。歸功于功率晶體管和檢測(cè)電阻的低電壓降（~0.6V），該解決方案具有很高的效率。利用線性L E D 驅(qū)動(dòng)器BCR450，不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾問(wèn)題，也不需要電解電容，降低了產(chǎn)品成本，提高了使用壽命。

　　獨(dú)立式多通道拓?fù)涮岣吡薒ED燈具的設(shè)計(jì)靈活性。將LED驅(qū)動(dòng)電源和驅(qū)動(dòng)器運(yùn)行電源分隔開(kāi)，則進(jìn)一步提高了靈活性。直流輸入電壓范圍在數(shù)十伏特到百伏特之間。這有助于降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)效率。

　　英飛凌的8位微控制器將監(jiān)視所有通道上的功率晶體管和檢測(cè)電阻的電壓降，評(píng)估通道效率，并生成相應(yīng)占空比的PWM（脈寬調(diào)制）反饋信號(hào)發(fā)送給主級(jí)LLC。簡(jiǎn)單的RC濾波電路將該P(yáng)WM信號(hào)轉(zhuǎn)換為直流電平，作為L(zhǎng)LC的參考電壓。根據(jù)參考電壓，LLC將調(diào)節(jié)直流輸出電壓。在48V直流輸入電壓條件下，這種經(jīng)優(yōu)化的輸出電壓可將線性LED驅(qū)動(dòng)器的效率顯著提高至98%。

　　與此同時(shí)，微控制器向線性驅(qū)動(dòng)器BCR450提供PWM輸出（最多6個(gè)PWM通道），可支持調(diào)光操作，以調(diào)節(jié)LED的亮度。它還允許單獨(dú)的開(kāi)關(guān)控制，以避免因一個(gè)通道發(fā)生故障而關(guān)斷整個(gè)電源。

　　下面列出了英飛凌120W LED路燈演示/參考設(shè)計(jì)特性：

　　● 具備反饋控制的雙級(jí)電源拓?fù)洌?/font>