采用NXPSSL2101设计的LED驱动器.doc

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1、采用NXPSSL2101设计的LED驱动器2009年08月04日作者：钱世佳来源：《中国电源博览》编辑：樊晓琳   采用NXPSSL2101设计的LED驱动器2009年08月04日作者：钱世佳来源：《中国电源博览》编辑：樊晓琳       摘要：SSL2101是恩智浦半导体公司推出的世界首款市电集成可调光LED驱动控制器，本文简要给出SSL2101的特性，介绍采用SSL2101设计反激式LED驱动器的方法。       一、引言       固态照明（SSL：SolidStateLighting）为人类提供了除传统白炽灯及日光灯之外的

2、另一种选择——LED灯。LED必须依赖专用驱动器提供恒定电流才能点燃工作。LED驱动器应该具有直流控制、高效率、可调光、有保护等特性。为满足各种不同输入电压、不同输出电流及不同数目连接LED的驱动要求，世界各著名半导体器件公司都开发了相应的集成电路驱动控制器。恩智浦半导体（NXPSemiconductors）公司推出的固态照明专用驱动控制器SSL2101是世界首款市电集成可调光驱动控制器，专为进一步改善LED的能效，提供可调光能力而设计。SSL2101可以直接采用市电整流后驱动照明系统中的各种LED装置，包括LED改型灯具、LED模块

3、、LED聚光灯、射灯及LED灯串，与现有照明基础设施完全兼容。1由于集成度高，外部需要元件数量少，占持电路板空间小，性能价格比高，为照明系统设计师设计高能效系统提供了关键硬件。本文简要给出SSL2101的特性，并以采用SSL2101建构的反激功率变换器为例，详细介绍LED驱动器的设计方法。       二、SSL2101的特性       恩智浦半导体公司最近推出的固态照明专用驱动控制器SSL2101本质上是一款在SO16封装内包含了实现兼容市电调光的高效功率变换器和内部电路系统的多芯片组件（MCM：Multi-ChipModule）

4、切换式电源（SMPS:SwitchingModePowerSupply）控制器。图1即SSL2101的内部结构和管脚。       SSL2101具备如下优于现有LED驱动控制器的特性：       ★内部集成了功率开关管，既有利于减小元件成本，又能保证最佳驱动和功率开关管的保护。   ★谷值检测可使功率开关管以最优化的时间关闭，故可减少功率变换器的损耗。       ★内部集成的分压开关和比较器可减少外部元件数量和尺寸。       ★内部集成分压开关的智能分压作用使器件功耗降低，效率增加。       ★增强型导热引线可提高器件工

5、作温度，增长寿命。       ★变换器占空比和频率控制许可设计师更自由规定参数数值，实现更精确调光控制，消除音频噪声。       ★对数型调光校正可确保LED调光特性重复体现。       ★内部的热保护、过流保护、绕组短路保护和最大占空比限定确保器件即使在超指标规定条件下也能正常工作。       更详细的特性，可参阅SSL2101的数据卡。       三、设计具体步骤       1.基本电路拓朴PWM限定图2采用SSL2101设计的驱动器基本电路拓朴源辅助漏采用SSL2101的典型反激电路组态亮度PWM限定至LED电流传感

6、强分压器弱分压器至电网        由图可知，这款采用SSL2101的驱动器为典型反激电路，它由①输出电路，②振荡器，③缓冲电路，④VCC产生，⑤分压设定电路，⑥调光检测，⑦电网总线缓冲和⑧输入电路八个部分组成。分别介绍如下： ①输出电路设计输出电路部分，经过变换的能量在驱动LED灯链前先储存于电容器C5和滤波电感L3中。变压器初级绕组两端加有钳位以避免SSL2101内置功率开关管关断瞬间漏极（管脚16）出现高压过冲。调光检测电路对整流后的电网总线电压作分压滤波为调光曲线产生输入。输出电路部分的元件数值由LED灯链中LED灯的数目和

7、流经灯链的电流决定。该电流的纹波大小取决于缓冲电容器C5，故C5可利用下式计算：              式中              假定图示实例灯链串有10个正向电压VF＝3.5V的LED，流经350mA电流，许可10%纹波，功率变换器标称频率为100kHz，则灯链两端电压为10×3.5＝35V。据LED厂家提供的数据卡，350mA时每个LED的微分电阻为0.5?，则灯链总电阻为10×0.5＝5?，于是可求得缓冲电容C5＝10×1/（100000×5）＝20μF。如果C5是电解电容器，为改善EMC滤波和减小功耗，建议应并接等效

8、串联电阻（ESR）小的金属箔或陶瓷电容器，且比电解电容器更靠近二极管D6放置。       输出电感L3用于滤除功率变换器的高频信号，其值决定于产品的最终EMC标称值、结构、接地与屏蔽条件。一般来说，把由L3与LED灯链