LED 照明用LLC 半橋式控制器應(yīng)用詳解

　設(shè)計采用TIUCC25710多串變壓器LLC控制專利技術(shù)，實現(xiàn)了新型離線式LED照明驅(qū)動解決方案。相比傳統(tǒng)的高功率（》100W）的AC/DC外加多個恒流DC/DC轉(zhuǎn)換器的LED照明驅(qū)動，新的兩級拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有更高的效率以及更低的系統(tǒng)成本?；谠摲N多串變壓器LLC控制技術(shù)，研發(fā)了一款100WLED照明驅(qū)動參考設(shè)計PMP4302A，其負(fù)載可以直接連接4串LED負(fù)載（每串可接10~15顆LED，每串輸出電流為500mA）。實驗結(jié)果表明，新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常適合室外和商務(wù)領(lǐng)域中采用PWM或模擬電路調(diào)光的通用LED照明應(yīng)用。同時，該電路系統(tǒng)架構(gòu)也能用作高效率、超輕薄LED背光電視的電源。
　　UCC25710是一款用于實現(xiàn)多串LED背光源應(yīng)用的準(zhǔn)確控制的LLC半橋式控制器。它專為多變壓器、多串LED架構(gòu)而優(yōu)化。利用該控制器及架構(gòu)可在多個LED串中實現(xiàn)絕佳的LED電流匹配。與現(xiàn)有的LED背光源解決方案相比，這種多變壓器架構(gòu)可依靠AC輸入向LED負(fù)載提供最高的總效率。LLC控制器的功能包括一個具有可編程F的壓控振蕩器（VCO）最小值和F最大值、具有500ns固定死區(qū)時間的半橋式柵極驅(qū)動器和一個GM電流放大器。LLC功率輸送由控制器的VCO頻率來調(diào)整。該VCO具有一個準(zhǔn)確且可編程的頻率范圍。在超低的功率電平下，VCO頻率從F變最大值至零，以最大限度地提高低LED電流條件下的效率。
　　新型的高功率離線型LED 照明驅(qū)動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
　　基于傳統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的問題，本文采用德州儀器（TI）多串變壓器LLC 諧振控制器UCC25710，實現(xiàn)了一款新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計。圖2 是新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的框圖，它包含PFC 和多串隔離變壓器LLC轉(zhuǎn)換器的兩級電路結(jié)構(gòu)，省掉了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的DC/DC 多串恒流部分。在PFC 電路之后有一個半橋式隔離型多串LLC 諧振轉(zhuǎn)換器，這使得變壓器初級繞組以串聯(lián)方式連接?；诖牌胶饫碚?，因為初級繞組電流和串聯(lián)電流相同，所以各個隔離式變壓器都將具有相同的輸出電流用于驅(qū)動每串LED 負(fù)載，并且每個變壓器能夠驅(qū)動兩串獨(dú)立的LED 負(fù)載，同時具有電器隔離。
　　多串變壓器LLC諧振控制器（該設(shè)計中使用的是UCC25710）放置在次級側(cè)，它能監(jiān)測LED負(fù)載的總電流并使用電流反饋回路調(diào)整流經(jīng)變壓器原邊繞組的正弦波交流電流，同時通過磁平衡理論保證每串LED負(fù)載具有恒定電流輸出。
　　
　　新型的高功率離線LED 照明驅(qū)動拓?fù)?br /> 　　與傳統(tǒng)的 LED 照明驅(qū)動拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相比，新型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有以下重要特點(diǎn)：
　　1. 高效率。因為新型系統(tǒng)只具有PFC 電路和多串變壓器LLC 兩級電路，據(jù)估計總效率可高達(dá)92%。
　　2. 低成本。對比傳統(tǒng)的高功率LED 照明系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，新型系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)只包括兩級電路及更少的控制器，這將有效地降低成本。
　　3. 系統(tǒng)可靠性高。眾所周知，LED 照明系統(tǒng)的可靠性取決于LED 散熱管理和電源驅(qū)動，故障檢測和保護(hù)系統(tǒng)，以及電器元件個數(shù)。因為新型系統(tǒng)具有電器元件數(shù)量少以及效率高的特點(diǎn)，所以系統(tǒng)可靠性將會有得到大大的提升。
　　4. 良好的EMI 性能。因為在系統(tǒng)輸出部分沒有多組DC/DC 電路環(huán)節(jié)，這將有利于EMI 性能。同時，LLC 轉(zhuǎn)換器工作在零電壓ZVS 條件下有助于減少開關(guān)階段的噪聲干擾。
　　5. 兼容調(diào)光。因為LLC 控制器位于變壓器次級側(cè)，每串負(fù)載的總電流都將作為電流反饋回路，因此可用作整體PWM 調(diào)光或模擬調(diào)光。