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波音国际平台非断绝降压恒流LED驱动电源操纵安

来源:波音国际日期:2019/12/22 浏览:

  负载特点,目前非隔离式的恒流驱动电源的拓扑结构基本上是BUCK降压结构,主流的方案是通过固定关断时间来固定峰值,从而达到固定输出电流的控制策略。本文将讨论这种控制策略实现恒流的原理,分析这种开环控制策略的优缺点,和应用这种控制策略需要做的外围补偿,同时基于占空比半导体公司新产品DU8608芯片,介绍这种全新的闭环电流控制策略,详细介绍这种控制策略如何突破性提高

  如图1所示,电路是BUCK降压结构,芯片控制的是MOSFET的源极,这是一种开环的恒流电流控制方式,控制原理如下:

  当MOSFET开通时,电流从DCBUS通过LED负载,流过电感,流入地。

  Vref和Rcs都是设定的定值,由于电流流过LED负载,如果电流固定,可以认为LED的电压Vo是固定的,所以从式(4)看出,只要电感值L固定,再固定关断时间(1-D)T, Io即固定。

  所以,这种开环的控制策略是,连接在Rt的电阻设定MOSFET的关断时间。每个周期开始,MOSFET 打开直到电感电流上升到峰值Vref/Rs,这时MOSFET 关断,关断时间由Rt决定。过了设定的关断时间,MOSFET 又重新打开,这样周而复始地工作。关断时间控制了纹波电流LED 平均电流,根据想要输出的电流值,调节CS管脚的Rs值,调节Rt值,固定每个开关周期的关断时间为一个值,从而实现了输出电流恒流。

  这是一种简单有效的控制策略,但是由于这是一种开环控制模式,只能检测电感上的峰值电流,无法检测输出电流,输出电流精度在三种情况下容易出现偏差:

  对于第1种偏差,只能采取电压补偿的办法,即检测输入电压,根据输入电压调整内部CS参考电平值,但是效果一般,对于第2种和第3种偏差,比较难解决。

  一种全新的全闭环控制策略可以完全避免上述几种偏差,从根本上实现线 如何实现真正全闭环的恒流控制

  所谓的闭环,即真正检测输出电流值,以此为标准来发出PWM信号。所谓开环,不以检测到的输出电流值来做发出PWM信号的参考。从电路拓扑上,二者没有区别。但是在芯片内部对检测到的如图3 CS脚电感电流信号,做专利技术处理,如图4 TRUEC2部分。这样,就检测到了电感电流的平均值,也就是输出电流的平均值。芯片针对检测到的值,控制输出占空比,实现了闭环控制。这种控制结构,同时使得线相比,省去了开环控制所需的输入电压补偿线路,省却了控制固定关断时间所需的Rt 电阻。值得一提的是,由于闭环控制电流,相比于开环方式,此线路具有电感

  保护功能,同时具备Rcs采样电阻的开路、短路保护功能。这在生产应用中是非常重要的,这相当于大大降低了系统发生故障的风险。使得这种方案不仅在性能上有了质的飞跃,在可靠性上也大大提高。

  应用来做IC功能验证,基本电参数要求如下:输入电压范围:180~305VAC/50Hz 功率因数: 》0.9 效率:》90%

  图7、波音国际平台8可以看到,由于闭环控制,在设计的正常工作范围内,输出电流维持定值,单颗系统可以认为是恒定的输出电流,即线%。量产时,由于参数一致性分布,大量数据表明,恒流精度小于±0.9%。

  图9反映的是电感大范围变化(设计标称值1.5mH)时,输出电流的变化,如左图。如果这种测试用于目前市场上开环系统芯片,按照前文推导结果公式(4),电流会出现线性的大范围波动,如右图。而DU8608 闭环的方式,使得输出电流依然保持±0.9%以内的恒流精度。充分说明了闭环系统对于整个系统恒流精度提高的重要性。

  3. LED负载电压不相同,输出不变。这一特点对电源厂生产有很大意义,因为这意味着串联不同数目的灯珠负载,可以用同一套电源设计,这就减少了备料,降低了成本。

  全闭环控制,检测输出电流,来发出PWM信号,是真正的恒流电源驱动控制技术。实验表明,相对于其他非闭环的方案,这种独有的闭环恒流控制技术使输出电流精度有了质的飞跃,使整机电源在全电压、全负载、电感变化范围内的电流精度达到行业内目前最高的±0.9%, 同时,由于闭环控制,线路具备了电感短路、电流检测电阻短路/开路保护功能,相比与开环方案,电路可靠性有了很大提高,并且使多套灯负载可以用一套电源,在生产中有显著价值。

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