LED照明已經(jīng)在整個(gè)照明應用中得到普及，伴隨著(zhù)智慧城市，智能路燈的發(fā)展，LED驅動(dòng)電源也朝著(zhù)智能化，數字化方向發(fā)展。英飛凌作為引領(lǐng)智能LED照明的領(lǐng)先供應商，從系統級角度看待問(wèn)題，為客戶(hù)提供卓越的數字產(chǎn)品和解決方案，在提供高性能表現的產(chǎn)品和系統解決方案的同時(shí)，極大的減輕了客戶(hù)庫存的壓力和新產(chǎn)品推出的周期，擴展了研發(fā)設計的靈活性。英飛凌照明驅動(dòng)ＩＣ以其豐富的產(chǎn)品類(lèi)型，廣泛的拓撲組合，搭配業(yè)界領(lǐng)先功率晶體管CoolMOS技術(shù)，充分滿(mǎn)足了LED驅動(dòng)電源設計的半導體器件選型需求。

 

英飛凌的數字控制方案基于自有的數字核CPU，結合強大的功率半導體制造技術(shù)，將兩者有機的集成在一起，創(chuàng )新了業(yè)界領(lǐng)先的數字LED驅動(dòng)IC技術(shù)，此前已經(jīng)量產(chǎn)3款產(chǎn)品， XDPL8105， XDPL8220， ILD2111。XDPL8221 是英飛凌系列數字智能LED驅動(dòng)IC中新成員，集成PFC和反激控制器于一體，SO16窄體封裝，具有恒流，恒壓，限功率三種輸出工作狀態(tài)，獨立的調光接口和通訊接口，極低的THD和待機功耗，使其具有強大的競爭力。

 

1．英飛凌數字控制器概述

 

英飛凌數字控制器概念如圖1示， 內核嵌入式CPU是英飛凌自有數字核，功率變換控制減輕了CPU的負載，提高了系統效率。外圍集成ADC轉換器和功率高壓?jiǎn)?dòng)單元及驅動(dòng)。完善的保護功能也一并集成在內。

 

圖1 英飛凌數字控制器

 

2．XDPL8221 系統概述

 

典型的XDPL8221系統原理如圖2所示，XDPL8221高度集成臨界模式PFC和原邊控制準諧振反激控制器，大大減少了系統元器件數量。兩級方案減小了輸出紋波，降低了單獨一級對設計余量的要求，進(jìn)一步降低了成本。

 

XDPL8221集成THD優(yōu)化算法，使得系統具有很高的PF值和很低的THD值。獨特的恒壓，恒流，限功率控制模式自由切換，提供了極高的帶載靈活性，系統設計研發(fā)者可以最大限度的利用系統硬件能力。

 

芯片內的OTP單元存儲系統的參數，例如輸出電流，輸出電壓，最大輸出功率，保護模式等等。參數可以在研發(fā)階段或者量產(chǎn)產(chǎn)線(xiàn)上進(jìn)行重新配置，這使得用戶(hù)在不更改硬件參數的情況下，生成不同的機種，達到真正的一個(gè)平臺多機種的目的。

 

低待機功耗的需求在照明應用中越來(lái)越多，待機要求越來(lái)越低，XDPL8221低至100mW的待機功耗樹(shù)立了行業(yè)的新標桿。

 

此外，內部和外部的自適應過(guò)溫度保護功能以及其他的保護功能一起守護著(zhù)系統的安全可靠。

 

圖2 XDPL8221典型系統

 

下面的章節將主要介紹XDPL8221精準原邊控制的原理，PF/THD優(yōu)化的算法，調光性能，保護功能，以及獨特的實(shí)時(shí)通訊功能。

 

2．1 XDPL8221原邊控制原理及精度

 

XDPL8221原邊控制的典型波形圖，系統通過(guò)檢測反激變壓器原邊峰值電流來(lái)計算次級電流及過(guò)流保護。通過(guò)檢測輔助繞組的反射電壓來(lái)計算次級電壓，在退磁時(shí)間結束時(shí)，通過(guò)偵測ZCD腳位的電壓值即可算出此時(shí)輸出電壓值。在已知輸出電壓和電流的基礎上，通過(guò)軟件的算法實(shí)現限功率控制。

 

如圖4所示為XDPL8221輸出特性曲線(xiàn)， 在恒壓段，此時(shí)電源工作在恒壓區，輸出電流根據負載狀態(tài)需低于一定值。在恒流段，此時(shí)電源工作在恒流點(diǎn)上，輸出電壓需低于一定值，用來(lái)保證整個(gè)系統的輸出功率在控制范圍內。 在限功率段，電壓和電流之乘積需小于或等于設定的最大輸出功率。在限功率模式下，其限功率的精度在2%以?xún)?。限功率模式應用比較適合驅動(dòng)COB燈珠。

 

 

圖4 XDPL8221 輸出特性曲線(xiàn)

 

2．2 XDPL8221 系統輸入PF值和THD 值

 

XDPL8221內部集成了THD優(yōu)化功能，使得THD在整個(gè)輸入電壓范圍內和很寬的輸出功率情況下都保持優(yōu)秀的THD性能。

 

圖5 THD優(yōu)化算法及50W demoboard THD 測試結果

 

圖5右所示為實(shí)測的THD曲線(xiàn)。從曲線(xiàn)可以看出，全電壓輸入狀態(tài)下，在30%負載到100%負載范圍內，THD都能夠做到低于12%，同時(shí)也能夠滿(mǎn)足EN61000-3-2標準要求。

 

 

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