英飞凌智能数字LED驱动电源概况.doc

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1、英飞凌智能数字LED驱动电源概况　　1．英飞凌数字控制器概述　　英飞凌数字控制器概念如图1示，内核嵌入式CPU是英飞凌自有数字核，功率变换控制减轻了CPU的负载，提高了系统效率。外围集成ADC转换器和功率高压启动单元及驱动。完善的保护功能也一并集成在内。　　　　图1英飞凌数字控制器　　2．XDPL8221系统概述　　典型的XDPL8221系统原理如图2所示，XDPL8221高度集成临界模式PFC和原边控制准谐振反激控制器，大大减少了系统元器件数量。两级方案减小了输出纹波，降低了单独一级对设计余量的要求，进一步降低了成本。　　XDPL8221集成THD优化算法，使得系统具有很高

2、的PF值和很低的THD值。独特的恒压，恒流，限功率控制模式自由切换，提供了极高的带载灵活性，系统设计研发者可以最大限度的利用系统硬件能力。　　芯片内的OTP单元存储系统的参数，例如输出电流，输出电压，最大输出功率，保护模式等等。参数可以在研发阶段或者量产产线上进行重新配置，这使得用户在不更改硬件参数的情况下，生成不同的机种，达到真正的一个平台多机种的目的。　　低待机功耗的需求在照明应用中越来越多，待机要求越来越低，XDPL8221低至100mW的待机功耗树立了行业的新标杆。　　此外，内部和外部的自适应过温度保护功能以及其他的保护功能一起守护着系统的安全可靠。　　　　图2XDP

3、L8221典型系统　　下面的章节将主要介绍XDPL8221精准原边控制的原理，PF／THD优化的算法，调光性能，保护功能，以及独特的实时通讯功能。　　2．1XDPL8221原边控制原理及精度　　XDPL8221原边控制的典型波形图如图3，系统通过检测反激变压器原边峰值电流来计算次级电流及过流保护。通过检测辅助绕组的反射电压来计算次级电压，在退磁时间结束时，通过侦测ZCD脚位的电压值即可算出此时输出电压值。在已知输出电压和电流的基础上，通过软件的算法实现限功率控制。　　　　图3XDPL8221原边控制原理　　如图4所示为XDPL8221输出特性曲线，在恒压段，此时电源工作在恒压

4、区，输出电流根据负载状态需低于一定值。在恒流段，此时电源工作在恒流点上，输出电压需低于一定值，用来保证整个系统的输出功率在控制范围内。在限功率段，电压和电流之乘积需小于或等于设定的最大输出功率。在限功率模式下，其限功率的精度在2％以内。限功率模式应用比较适合驱动COB灯珠。　　　　图4XDPL8221输出特性曲线　　2．2XDPL8221系统输入PF值和THD值　　XDPL8221内部集成了THD优化功能，使得THD在整个输入电压范围内和很宽的输出功率情况下都保持优秀的THD性能。　　　　　　图5THD优化算法及50WdemoboardTHD测试结果　　图5右所示为实测的TH

5、D曲线。从曲线可以看出，全电压输入状态下，在30％负载到100％负载范围内，THD都能够做到低于12％，同时也能够满足EN61000－3－2标准要求。　　2．3．XDPL8221调光性能　　XDPL8221内部集成了四种调光曲线，分别如图6示，主要分为线性调光和曲线调光模式，每种模式还可支持正向调光或者反向调光。最小调光电流对应的最小PWMDUTY可以在软件界面里设置，同时最大调光电流对应最大的PWMDUTY同样可以在软件里设置。XDPL8221支持调光深度小于1％，支持调灭功能，调灭设置的迟滞是可以在软件里设置的。　　　　图6XDPL8221调光曲线　　图7为实测的调光曲线

6、，调光深度＜1％。而且带不同负载时，其调光曲线趋于一致。　　　　图7XDPL8221调光曲线测试　　2．4保护功能　　XDPL8221具备完善的保护功能，能够实现AC输入电压过压欠压保护，输出电压过欠压保护，输出电流的平均电流及峰值电流的过流保护；且具备外部温度保护的专用脚位，用来做系统性的过温保护。并且IC本体内部也有过温保护机制，用来保护IC本身。　　　　图8自适应温度保护　　图8所示为XDPL8221智能温度保护曲线，在过温保护时，会逐渐降低系统输出电流直到设定的最小电流，此时若温度保护解除，输出电流会逐渐上升至最大工作电流；若此时温度保护一直存在但是又不超过最大过温点

7、，系统会一直工作在最小输出电流状态。这种模式的过温保护，极大的保证了灯的点亮时间。　　2．5实时通讯功能　　XDPL8221具备实时通讯功能，通过IC的UART脚位，可实现实时控制输出电流或者调光的亮度及整灯的开关控制，并且也可实时读取系统的工作状态，输出状态以及异常保护状态。该通讯是采用半双工的UART协议，用8个比特的数据来实现通讯功能。这种实时通讯功能，可用于智能路灯或者智能室内外照明应用，方便集中控制，智能汇报每盏灯的工作状态或者曾经出现的异常保护，方便后期的维护。　　　　图9实时通讯软件界面