基于反激拓撲結(jié)構(gòu)的隔離高恒流精度LED驅(qū)動技術(shù)

本文敘述了隔離LED恒流控制技術(shù)的發(fā)展，討論控制策略實現(xiàn)恒流的原理的發(fā)展，本文提到的所有隔離恒流驅(qū)動全部基于Flyback(反激)拓撲結(jié)構(gòu)。

第一代隔離恒流驅(qū)動技術(shù)：

最初的隔離恒流驅(qū)動技術(shù)稱為SSR(Secondary Side Regulation)，是利用高頻變壓器進行原邊、副邊隔離，并用光耦將副邊的輸出電流信號反饋到原邊，提供給控制芯片，芯片控制輸出PWM占空比，從而起到CV(Constant Voltage)和CC(Constant Current)的作用。因為副邊可以使用高精度電壓基準，并有實時的負反饋，所以此類驅(qū)動技術(shù)是一種閉環(huán)的恒流控制方法，可實現(xiàn)較高的恒流精度。SSR技術(shù)統(tǒng)治市場許多年，但光耦及其周邊線路使電路變得復雜，隨著市場發(fā)展，對于隔離驅(qū)動技術(shù)提出了新的要求。成本、體積是主要考量因素。

第二代隔離恒流驅(qū)動技術(shù)：

最近10年，一種AC/DC技術(shù)被廣泛應(yīng)用，這就是我們常說的PSR(Primary Side Regulation)，PSR技術(shù)用原邊采樣和控制來代替副邊采樣和原邊控制，與第一代SSR相比，最大優(yōu)勢是省略了光耦、副邊電流檢測外圍器件和電壓基準芯片431。這是一種革命性的進步，因為這種技術(shù)節(jié)省了系統(tǒng)板上的空間，降低了成本的同時，提高了系統(tǒng)可靠性，對于手機充電器以及LED驅(qū)動電源這樣對體積要求很高的市場有很深廣的影響。輸出電流推算公式如下：

Ipk=Vcs/Rcs;

Ipks=N*Ipk;

Io=[Tons/(2*Tsw)]*Ipks

=(N*Tons*Vcs)/(2*Tsw*Rcs);

Ipk：原邊峰值電流

Ipks：副邊峰值電流

Io：輸出電流平均值

Tons：副邊續(xù)流二極管導通時間

Tsw：開關(guān)周期

Vcs：芯片檢流腳內(nèi)設(shè)峰值比較電平

Rcs：原邊電流檢測電阻

從上面的公式，我們知道，只要芯片內(nèi)部固定一個峰值比較電平VCS，電源系統(tǒng)固定匝比N，芯片檢測副邊續(xù)流二極管續(xù)流過零點，并固定Tons/TSW，即可保證Io固定。PSR技術(shù)相比SSR的主要優(yōu)點是大大的簡化線路，但這是一種開環(huán)的恒流控制方法，所以恒流精度無法和SSR方法匹敵。

第二代PSR隔離恒流驅(qū)動技術(shù)，如果要實現(xiàn)高精度恒流，有一些技術(shù)難點，如下：

1.輸出電流Io和副邊D’有關(guān)，需要芯片內(nèi)部精確設(shè)定比例，對于大批量生產(chǎn)的芯片，做到高精確性有一些難度。

2.Is過零點真實檢測。目前做過零點檢測用的辦法是“不過零先檢測+延時”來實現(xiàn)，也就是在芯片即將過零前設(shè)置比較電平。這也是不精確的。

3.Is與Ip有關(guān)，如果沒有閉環(huán)的Ip檢測，如何實現(xiàn)精確電流控制?

PSR從理論上講是一種開環(huán)的控制技術(shù)，開環(huán)的電流控制，無法做到閉環(huán)那樣的電流精度以及動態(tài)響應(yīng)。從發(fā)展上看，依然并不是一種終極方案，是降低成本、犧牲性能的過渡方案。