【LED话题】+基于反激拓扑结构的隔离高恒流精度LED驱动技术

1万 · 2013-12-31 15:34

本帖最后由 1988020566 于 2014-1-1 17:22 编辑

本文叙述了隔离LED恒流控制技术的发展，讨论控制策略实现恒流的原理的发展，本文提到的所有隔离恒流驱动全部基于Flyback(反激)拓扑结构。

第一代隔离恒流驱动技术：

最初的隔离恒流驱动技术称为SSR(Secondary Side Regulation)，是利用高频变压器进行原边、副边隔离，并用光耦将副边的输出电流信号反馈到原边，提供给控制芯片，芯片控制输出PWM占空比，从而起到CV(Constant Voltage)和CC(Constant Current)的作用。因为副边可以使用高精度电压基准，并有实时的负反馈，所以此类驱动技术是一种闭环的恒流控制方法，可实现较高的恒流精度。SSR技术统治市场许多年，但光耦及其周边线路使电路变得复杂，随着市场发展，对于隔离驱动技术提出了新的要求。成本、体积是主要考量因素。

第二代隔离恒流驱动技术：

最近10年，一种AC/DC技术被广泛应用，这就是我们常说的PSR(Primary Side Regulation)，PSR技术用原边采样和控制来代替副边采样和原边控制，与第一代SSR相比，最大优势是省略了光耦、副边电流检测外围器件和电压基准芯片431。这是一种革命性的进步，因为这种技术节省了系统板上的空间，降低了成本的同时，提高了系统可靠性，对于手机充电器以及LED驱动电源这样对体积要求很高的市场有很深广的影响。输出电流推算公式如下：

Ipk=Vcs/Rcs;

Ipks=N*Ipk;

Io=[Tons/(2*Tsw)]*Ipks

=(N*Tons*Vcs)/(2*Tsw*Rcs);

Ipk：原边峰值电流

Ipks：副边峰值电流

Io：输出电流平均值

Tons：副边续流二极管导通时间

Tsw：开关周期

Vcs：芯片检流脚内设峰值比较电平

Rcs：原边电流检测电阻

从上面的公式，我们知道，只要芯片内部固定一个峰值比较电平VCS，电源系统固定匝比N，芯片检测副边续流二极管续流过零点，并固定Tons/TSW，即可保证Io固定。PSR技术相比SSR的主要优点是大大的简化线路，但这是一种开环的恒流控制方法，所以恒流精度无法和SSR方法匹敌。

1万 · 2013-12-31 15:34

第二代PSR隔离恒流驱动技术，如果要实现高精度恒流，有一些技术难点，如下：
1.输出电流Io和副边D’有关，需要芯片内部精确设定比例，对于大批量生产的芯片，做到高精确性有一些难度。
2.Is过零点真实检测。目前做过零点检测用的办法是“不过零先检测+延时”来实现，也就是在芯片即将过零前设置比较电平。这也是不精确的。
3.Is与Ip有关，如果没有闭环的Ip检测，如何实现精确电流控制?
PSR从理论上讲是一种开环的控制技术，开环的电流控制，无法做到闭环那样的电流精度以及动态响应。从发展上看，依然并不是一种终极方案，是降低成本、牺牲性能的过渡方案。