【導(dǎo)讀】英飛凌作為引領(lǐng)智能LED照明的領(lǐng)先供應(yīng)商，從系統(tǒng)級(jí)角度看待問(wèn)題，為客戶(hù)提供卓越的數(shù)字產(chǎn)品和解決方案，在提供高性能表現(xiàn)的產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的同時(shí)，極大的減輕了客戶(hù)庫(kù)存的壓力和新產(chǎn)品推出的周期，擴(kuò)展了研發(fā)設(shè)計(jì)的靈活性。
LED照明已經(jīng)在整個(gè)照明應(yīng)用中得到普及，伴隨著智慧城市，智能路燈的發(fā)展，LED驅(qū)動(dòng)電源也朝著智能化，數(shù)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(yīng)商，從系統(tǒng)級(jí)角度看待問(wèn)題，為客戶(hù)提供卓越的數(shù)字產(chǎn)品和解決方案，在提供高性能表現(xiàn)的產(chǎn)品和系統(tǒng)解決方案的同時(shí)，極大的減輕了客戶(hù)庫(kù)存的壓力和新產(chǎn)品推出的周期，擴(kuò)展了研發(fā)設(shè)計(jì)的靈活性。英飛凌照明驅(qū)動(dòng)ＩＣ以其豐富的產(chǎn)品類(lèi)型，廣泛的拓?fù)浣M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(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體器件選型需求。
英飛凌的數(shù)字控制方案基于自有的數(shù)字核CPU，結(jié)合強(qiáng)大的功率半導(dǎo)體制造技術(shù)，將兩者有機(jī)的集成在一起，創(chuàng)新了業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)字LED驅(qū)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(shù)字智能LED驅(qū)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(dú)立的調(diào)光接口和通訊接口，極低的THD和待機(jī)功耗，使其具有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。
1．英飛凌數(shù)字控制器概述
英飛凌數(shù)字控制器概念如圖1示， 內(nèi)核嵌入式CPU是英飛凌自有數(shù)字核，功率變換控制減輕了CPU的負(fù)載，提高了系統(tǒng)效率。外圍集成ADC轉(zhuǎn)換器和功率高壓?jiǎn)?dòng)單元及驅(qū)動(dòng)。完善的保護(hù)功能也一并集成在內(nèi)。
圖1 英飛凌數(shù)字控制器
2．XDPL8221 系統(tǒng)概述
典型的XDPL8221系統(tǒng)原理如圖2所示，XDPL8221高度集成臨界模式PFC和原邊控制準(zhǔn)諧振反激控制器，大大減少了系統(tǒng)元器件數(shù)量。兩級(jí)方案減小了輸出紋波，降低了單獨(dú)一級(jí)對(duì)設(shè)計(jì)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(tǒng)具有很高的PF值和很低的THD值。獨(dú)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(tǒng)設(shè)計(jì)研發(fā)者可以最大限度的利用系統(tǒng)硬件能力。
芯片內(nèi)的OTP單元存儲(chǔ)系統(tǒng)的參數(shù)，例如輸出電流，輸出電壓，最大輸出功率，保護(hù)模式等等。參數(shù)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(shù)的情況下，生成不同的機(jī)種，達(dá)到真正的一個(gè)平臺(tái)多機(jī)種的目的。
低待機(jī)功耗的需求在照明應(yīng)用中越來(lái)越多，待機(jī)要求越來(lái)越低，XDPL8221低至100mW的待機(jī)功耗樹(shù)立了行業(yè)的新標(biāo)桿。
此外，內(nèi)部和外部的自適應(yīng)過(guò)溫度保護(hù)功能以及其他的保護(hù)功能一起守護(hù)著系統(tǒng)的安全可靠。
圖2 XDPL8221典型系統(tǒng)
下面的章節(jié)將主要介紹XDPL8221精準(zhǔn)原邊控制的原理，PF/THD優(yōu)化的算法，調(diào)光性能，保護(hù)功能，以及獨(dú)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(tǒng)通過(guò)檢測(cè)反激變壓器原邊峰值電流來(lái)計(jì)算次級(jí)電流及過(guò)流保護(hù)。通過(guò)檢測(cè)輔助繞組的反射電壓來(lái)計(jì)算次級(jí)電壓，在退磁時(shí)間結(jié)束時(shí)，通過(guò)偵測(cè)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(chǔ)上，通過(guò)軟件的算法實(shí)現(xiàn)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(qū)，輸出電流根據(jù)負(fù)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(tǒng)的輸出功率在控制范圍內(nèi)。 在限功率段，電壓和電流之乘積需小于或等于設(shè)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)?nèi)。限功率模式應(yīng)用比較適合驅(qū)動(dòng)COB燈珠。
圖4 XDPL8221 輸出特性曲線(xiàn)
2．2 XDPL8221 系統(tǒng)輸入PF值和THD 值
XDPL8221內(nèi)部集成了THD優(yōu)化功能，使得THD在整個(gè)輸入電壓范圍內(nèi)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(cè)試結(jié)果
圖5右所示為實(shí)測(cè)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(fù)載到100%負(fù)載范圍內(nèi)，THD都能夠做到低于12%，同時(shí)也能夠滿(mǎn)足EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)要求。
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