效率高達92%的低成本LED驅動可實現方案

　　對于大功率LED照明驅動而言，傳統拓撲結構面臨高成本、低效率、低可靠性和EMI干擾等諸多問題。市面上典型的大功率LED照明驅動的拓撲架構通常包含恒壓模塊和恒流模塊，總效率僅能達到88%左右，更高的效率則需犧牲成本；多串Buck電路+PFC+LLC，芯片數量眾多導致成本過高；由于實際應用中每一串都需要一個Buck，且PFC、LLC電路非常復雜，因此可靠性較差；此外，每一串Buck開關頻率未進行同步，EMI干擾嚴重。

　　于是，TI在2008年底就提出了一種串行輸入、多并行等價LED驅動器（SIMPLDrive）。德州儀器半導體事業部高性能模擬產品業務拓展經理劉學超博士介紹說，這種架構仍然需采用3顆IC：第1級為傳統的PFC，第2級為臨界模式的Buck降壓；第3級為多串變壓器的恒流。這種三 級多串變壓器解決方案的總體效率非常高，超過了93%，不過并未明顯改善成本方面的不足。

　　圖1：德州儀器半導體事業部高性能模擬產品業務拓展經理劉學超博士。

　　TI在上個季度量產的創新型IC UCC25710去除了Buck降壓部分，很好地解決了之前IC成本的問題。這是業界首款直接通過PFC輸出驅動多個LED串的單芯片LLC控制器，適用于大效率LED驅動電源。劉學超表示，“現在可以直接對每一串LED進行控制，然后直接控制LLC諧振半橋電路，這使得電路非常簡單，只需要一個升壓的PFC，再加上一個多串的變壓器串聯恒流的諧振半橋，就得到大功率LED驅動電流新的拓撲。”新拓撲的優勢包括：高效率：可達到92%；低成本：無需CC DC/DC驅動器；高可靠性：元器件少，恒壓恒流集成在一個模塊；可以兼容PWM或模擬調光；EMI設計簡單：只需升壓PFC和多串變壓器串聯的諧振半橋，因此設計起來很容易。

　　劉學超指出，這是目前唯一一顆基于多個變壓器串聯的諧振電路，來實現高效率、低成本的LED驅動照明的方案。通過變壓器磁平衡方式來實現均流控制是該架構的核心所在，不過，用一個電壓器驅動一串LED成本仍然較高，“TI專利的多變壓器架構采用一個變壓器驅動兩個LED串，相比一個變壓器驅動一個電流的方式降低了成本。”

　　UCC25710的開關頻率可以從最小到最大開關頻率自由設定，精準度是3%-6%。能夠支持1%-100%的調光范圍，通過對Duty cycle進行延時處理，可得到線性的調光曲線。芯片內部集成了過壓、欠壓、過流保護機制，以及過溫保護功能。它帶有PWM調光接口，只需配備ZigBee和調光的控制就可以對LED進行驅動。

　　TI現已提供的PMT4302通用LED照明多串LLC AC/DC驅動器參考設計采用UCC28810作為臨界模式PFC，UCC25710作為多串LLC控制器。輸入電壓為90V-260V寬電壓范圍的輸入，輸出為500mA，支持四串LED，可以達到92%的效率。

　　圖2：采用了UCC25710的PMT4302多串LLC AC/DC驅動器Demo板。
UCC25710 LED驅動器控制IC適用于通用LED照明和LED電視背光，其主要性能特點如下：

　　可調節Fmin 3%（準確度）和Fmax 6%（準確度）

　　閉環LED串電流控制

　　PWM調光輸入

　　LLC與串聯開關控制支持調光

　　可編程調光LLC開關斜坡，可消除噪聲

　　可在低調光占空比下支持閉環電流控制

　　可編程軟啟動

　　內置過壓、欠壓和輸入電流保護，支持自動重啟響應

　　二級過流閾值支持鎖定響應

　　+400Ma/-800mA門驅動電流

　　低啟動電流與低工作電流；

　　20引腳SO無鉛（Pb）封裝