高效率LED驱动器IC设计.ppt

高效率 led驱动器ic设计,2009年led通用照明驱动技术研讨会,关于power integrations,用于高能效电源转换的高压集成电路业界的领先供应商 能够为消费类电子产品、计算机、通信、工业控制及照明应用提供首屈一指的电源解决方案 已为市场提供数十亿个器件 高效节能领域的先驱(ecosmart) 拥有业界领先的产品质量与交付能力 全球技术支持网络,高效率有助于实现集成设计,低功耗有助于在灯泡替换中采用集成的led驱动器 灯杯里面的功率略有增加，便会提高几度温度并降低可靠性 效率的提升有助于提高市场对led灯的接受程度 所采用的高能效镇流器可以在整个led灯生命周期内节省能源，发挥应有的价值,随着发光效率的提高，功率需量应有所下降,挑战：设计功率低于5 w的极高效率led驱动器,led road map oida,800流明灯,主要功耗因素,提供5 w输出将总共产生2 w损耗 （传统的反激式转换器led驱动器）,初级侧控制可省去电流检测,省去光耦器、次级反馈电路及所有次级侧cc/cv控制电路 linkswitch-ii 5% cc/cv 完全省去电流检测所产生的耗散,高频率 = 低变压器耗散,linkswitch-ii以85 khz工作可减少变压器中的绕组层数 降低导通损耗 降低与漏感相关的开关损耗 由于采用pi横向技术，mosfet开关损耗的增加可以忽略不计,45 khz变压器,85 khz变压器,高频率 = 低输出二极管耗散,低频率工作,高频率工作,输出二极管中的电流,与输出二极管相关的导通损耗的计算公式如下： plosses=vo*iavg+rd*irms2 如果将频率提高2倍，irms将减小2倍 第二项与功耗相关，将减小4倍 对于肖特基二极管来说，工作频率介于45 khz和85 khz之间的开关损耗增加可以忽略不计,高vor设计允许使用低压输出二极管 使二极管中的功耗最多减少15% 高vor可减小初级侧电流 减小mosfet中的耗散,700 v mosfet支持具有高vor的设计,隔离式设计方案需要16个外围元件,满载时效率为76% 板面积：26 mm x 16 mm,der-206,适合非隔离式设计的抽头电感降压拓扑结构,抽头降压拓扑结构非常适合高输入输出电压比(vin/vout)的非隔离式led驱动器 irms开关电流较小 导通损耗极小 使用低压肖特基二极管 比600 v超快速二极管的导通损耗更小,is,iled,非隔离式设计方案需要12个外围元件,88 khz设计可减小电感尺寸（ee10磁芯） 700 v mosfet允许无箝位设计 效率极高(81%),22.9 mm,43.2 mm,350ma 12 v,(der-186),用ee10电感器替换ee16变压器 无箝位设计，可节省两个电容、一个电阻和一个二极管 将输入电容从10+4.7 f减小到4.7+4.7 f 简化了emi滤波器设计 只需一个470 h电感器，后者需要两个1000 h电感器和两个10 k电阻 省去了输出二极管缓冲电路 将外部分立元件数从27个减至15个 满载时的效率从76%提升至81%,抽头降压式电路与反激式电路比较：350 ma 4.2 w,(der-186),(der-185),提升效率的其他方法,在下面的拓扑结构中，损耗集中在d1和u1 使用低电流/高电压led可减小d1和电感器中的损耗 此方法可使70 v led灯串和130 ma led实现90%的效率,低电流设计方案,允许引入高效、简单的升压恒流 仅需16个元件 在230 v输入条件下效率90% 与t8 led管匹配的超小型设计,llc可提高功率75 w以上应用的效率,pfc是高功率设计方案的强制性技术要求（如led路灯） 使用升压+反激式设计方案很难实现85%以上的效率 使用升压+llc电路设计，可轻易实现92%的效率,采用llc+同步整流可将效率提高至95% 驱动器效率提高10%，相当于led灯在35kh的使用寿命内至少节省80美元的成本,llc可提高功率75 w以上应用的效率,设计范例： 使用hiperplc器件的150 w led路灯,(der-212),pi-xls设计软件,可加快pfc+llc复杂电路的设计速度 实时电路模拟 允许对llc采用严格的设计方法 迭代设计以优化性能 节省时间和成本 电路参数计算,结论,高效率驱动器有助于led的推广应用 在功率低于5 w的led灯的整个使用寿命内，可节省5美元的能源成本 低功率设计方案的初级控制可消除电流检测中产生的功耗 隔离式led驱动器仅需25个元件 非隔离式led驱动器仅需15个元件 经优化的开关频率可减少输出二极管及变压器中的功耗 10 w驱动器实现90%的效率，且具有高输出电压 led必须串联，而不是并联 llc电路能使高功率设计方案实现92%的效率,有关led驱动器的更多信息,/ap