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基于反激拓扑结构的隔离高恒流精度LED驱动技术

作者:时间:2013-11-22来源:网络收藏

本文叙述了隔离恒流控制技术的发展,讨论控制策略实现恒流的原理的发展,本文提到的所有隔离恒流驱动全部基于Flyback(反激)

本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/222045.htm

第一代隔离恒流

最初的隔离恒流驱动技术称为SSR(Secondary Side Regulation),是利用高频变压器进行原边、副边隔离,并用光耦将副边的输出电流信号反馈到原边,提供给控制芯片,芯片控制输出PWM占空比,从而起到CV(Constant Voltage)和CC(Constant Current)的作用。因为副边可以使用高精度电压基准,并有实时的负反馈,所以此类是一种闭环的恒流控制方法,可实现较高的恒流精度。SSR技术统治市场许多年,但光耦及其周边线路使电路变得复杂,随着市场发展,对于隔离提出了新的要求。成本、体积是主要考量因素。

第二代隔离恒流驱动技术:

最近10年,一种AC/DC技术被广泛应用,这就是我们常说的PSR(Primary Side Regulation),PSR技术用原边采样和控制来代替副边采样和原边控制,与第一代SSR相比,最大优势是省略了光耦、副边电流检测外围器件和电压基准芯片431。这是一种革命性的进步,因为这种技术节省了系统板上的空间,降低了成本的同时,提高了系统可靠性,对于手机充电器以及驱动电源这样对体积要求很高的市场有很深广的影响。输出电流推算公式如下:

Ipk=Vcs/Rcs;

Ipks=N*Ipk;

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

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

Ipk:原边峰值电流

Ipks:副边峰值电流

Io:输出电流平均值

Tons:副边续流二极管导通时间

Tsw:开关周期

Vcs:芯片检流脚内设峰值比较电平

Rcs:原边电流检测电阻

从上面的公式,我们知道,只要芯片内部固定一个峰值比较电平VCS,电源系统固定匝比N,芯片检测副边续流二极管续流过零点,并固定Tons/TSW,即可保证Io固定。PSR技术相比SSR的主要优点是大大的简化线路,但这是一种开环的恒流控制方法,所以恒流精度无法和SSR方法匹敌。

第二代PSR隔离恒流驱动技术,如果要实现高精度恒流,有一些技术难点,如下:

1.输出电流Io和副边D’有关,需要芯片内部精确设定比例,对于大批量生产的芯片,做到高精确性有一些难度。

2.Is过零点真实检测。目前做过零点检测用的办法是“不过零先检测+延时”来实现,也就是在芯片即将过零前设置比较电平。这也是不精确的。

3.Is与Ip有关,如果没有闭环的Ip检测,如何实现精确电流控制?

PSR从理论上讲是一种开环的控制技术,开环的电流控制,无法做到闭环那样的电流精度以及动态响应。从发展上看,依然并不是一种终极方案,是降低成本、牺牲性能的过渡方案。



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