淺談如何實現LLC LED驅動器簡化設計

　　這時，ZVS丟失，并且反饋環路會讓LLC控制器一直鎖閉在該區域內。現在，反饋誤差放大器嘗試要求更低的開關頻率，以提高功率級無法達到的增益，因為轉換器可能工作在圖2中虛線的右邊區域。ZVS丟失時，FET QA和QB消耗更多功率，FET會因過熱而損壞。為了避免設計中出現這種問題，需要對所有M（f） 曲線進行分析，然后適當地限制最小開關頻率（f），以防止轉換器（M（f））工作在圖2中虛線的左側區域。

　　PWM 亮度調節簡化設計過程

　　對于要求亮度調節的 LLC 諧振半橋 LED 驅動器而言，簡化設計過程的一種方法是使用一種被稱為 PWM 亮度調節的技術。圖 3 顯示了一個 LLC 轉換器的功能原理圖，它的 LLC 控制器便使用了這種 PWM 亮度調節技術。在我們的例子中，我們使用了 UCC25710。

　　圖 3 使用 PWM 亮度調節技術的 LLC 半橋 LED 驅動器。

　　這種技術利用一個控制 FET QC 的固定低頻信號 （DIM），它以邏輯方式添加至QA 和 QB FET 驅動。DIM 信號為高電平時，LED 背光燈串被控制在某個固定峰值電流 （VRS/RS）。一旦 DIM 變為低電平，QA、QB 和 QC 立即關閉。QA、QB 和 QC 關閉后，LED 二極管便停止導電，同時輸出電容器 （COUT）存儲能量，以備準時開始下一個 DIM 周期。更多詳情，請參見圖 4 所示波形。

　　圖 4 PWM 亮度調節波形

　　通過調節 DIM 信號的占空比 （D） 實現對平均二極管電流 （ID） 的調節，從而控制 LED 的亮度。

　　盡管 LLC 諧振半橋從主級到次級為 LED 供電，但是負載 （RL） 到LLC傳輸函數 （M（f）） 依然恒定，即使 LED 的平均電流隨占空比而變化。

　　使用固定 RL 且給定 Lr、Cr 和 LM 時，等效反射阻抗 （RE） 恒定，Q 保持不變。這時僅得到一條 M（f） 曲線，其隨頻率（請參見圖 5）變化，而不受使用變量 RL 的傳統 LED 亮度調節方法得到的多條曲線（請參見圖 2）的影響。在設計中只處理一條 M（f） 曲線，讓環路補償和變壓器選擇變得更加簡單，從而簡化設計過程。另外，設置最小開關頻率時還需要注意另一條曲線，以確保 ZVS 得到維持。這時，最小f設置為單 M（f） 曲線的峰值（請參見圖 5）。

　　圖 5 使用 PWM 亮度調節技術驅動 LED 的 M（f）

　　設計一個 LED 驅動用 LLC 諧振半橋轉換器并不容易。傳統 LLC的dc/dc 增益隨負載變化會有較大范圍的變化。我們需要對許多條增益曲線進行評估。這讓環路補償和變壓器設計/選擇變得更加復雜和混亂。要想簡化設計過程，把 LLC 和 PWM 亮度調節技術組合使用是一種較為理想的選擇。這是因為 LLC 在供能期間會承受固定負載 （RL），但在亮度調節期間 LED 電流會出現變化。結果是，LLC 增益變化更小，從而讓環路補償和變壓器選擇/設計更加簡單。