意法半導(dǎo)體(ST)擁有豐富的普通LED照明元器件和開(kāi)發(fā)工具: 架構(gòu)、產(chǎn)品、評(píng)測(cè)工具

　　降壓拓?fù)浜头聪蚪祲和負(fù)浣ㄗh使用單燈帶拓?fù)渌玫妮敵龆O管。

　　ü 針對(duì)基于反向降壓拓?fù)?圖6)和PM88*或TD35*柵驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字式燈帶管理方法，意法半導(dǎo)體提供新的STLUX系列專用數(shù)字照明控制器以及STM32高性能微控制器。推薦使用STM32F334、STM32F301、STM32F0*和STM8S*。本例中的功率MOSFET與圖5的功率MOSFET相同，輸出二極管使用圖4和圖5的二極管。

　　圖6 – 數(shù)字式LED多燈帶管理

　　意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)了多款商用單多燈系統(tǒng)評(píng)測(cè)板，圖7給出了其中部分評(píng)測(cè)板。

　　圖 7 – 主要的LED商用照明系統(tǒng)評(píng)測(cè)板

　　路燈

　　能效高、壽命長(zhǎng)、遠(yuǎn)程控制、尺寸緊湊、工作溫度范圍寬(-40 °C)，是對(duì)LED街道照明應(yīng)用的主要要求。路燈輸出功率通常在75W以上。

　　單燈帶架構(gòu)通常采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)一次側(cè)穩(wěn)壓恒流控制，由 PFC穩(wěn)壓器后接一個(gè)HB-LC諧振級(jí)構(gòu)成(圖8)。

　　圖8 – PSR-CC模式LED單燈帶數(shù)字驅(qū)動(dòng)器

　　在這種情況下，LED驅(qū)動(dòng)架構(gòu)是一個(gè)兩級(jí)結(jié)構(gòu)，由PFC和HB-LC兩個(gè)電路組成(圖8)，兩個(gè)電路共用一個(gè)數(shù)字管理芯片。關(guān)于數(shù)字管理芯片，意法半導(dǎo)體提供STLUX系列LED照明專用控制器以及多款 STM32高性能微控制器：我們推薦STM32F334、STM32F301和STM32F0*。PFC級(jí)電路可以采用PM88*或TD35*低邊柵驅(qū)動(dòng)器;LC級(jí)可以采用L638*、L639*或L649*高邊驅(qū)動(dòng)器。兩級(jí)電路建議采用不同的功率MOSFET管:

　　- PFC(升壓): 600-650Vbr MDmesh? M2系列(ST*N60M2和ST*N65M2)和600V MDmesh? M2-EP系列(ST*N60M2-EP)。兩個(gè)系列的柵電荷Qg均極低，為輕載工況優(yōu)化。M2-EP是高開(kāi)關(guān)頻率產(chǎn)品。

　　- HB-LC: 500-600Vbr MDmesh? DM2系列(型號(hào): ST*N50DM2和ST*N60DM2)和 600Vbr MDmesh? M2系列(ST*N60M2)或600V MDmesh? M2-EP(ST*N60M2-EP)系列。DM2系列內(nèi)置trr特性改進(jìn)的本征二極管， dV/dt耐受性能出色。

　　關(guān)于輸出整流，PFC級(jí)(TM和CCM模式)推薦采用STTH*06 600V超高速系列二極管，而STPSC*碳化硅二極管建議只用于PFC-CCM。HB-LC建議采用前面商用LED單燈帶的輸出二極管。

　　多燈帶電源架構(gòu)由主電源和多燈帶管理電路組成，主電源提供一個(gè)恒定的總線電壓。主電源級(jí)通常包括集成LLC諧振轉(zhuǎn)換器的高功率因數(shù)校正(PFC)級(jí)，提供總線恒壓。后接的LED燈帶控制是由多個(gè)降壓或反向降壓轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　圖9 – 基于雙片控制器的模擬式LED多燈帶管理架構(gòu)

　　PFC和HB-LLC級(jí)建議采用單燈帶管理架構(gòu)相關(guān)電路級(jí)所用的功率MOSFET開(kāi)關(guān)管，而降壓和反向降壓轉(zhuǎn)換器則采用60-100V低壓STripFET F7功率MOSFET系列(產(chǎn)品型號(hào)ST*N6F7和ST*N10F7)。在HB-LLC、降壓和反向降壓電路內(nèi)，輸出二極管建議采用STPS*肖特基二極管、FERD*場(chǎng)效應(yīng)整流器和超高速二極管系列(大于等于200V的STTH* 產(chǎn)品)。PFC級(jí)使用單燈帶管理電路所用元器件。

　　關(guān)于兩個(gè)電路級(jí)(電源級(jí)和LED控制級(jí))，意法半導(dǎo)體提供模擬和數(shù)字兩種驅(qū)動(dòng)解決方案。

　　ü 模擬驅(qū)動(dòng)

　　對(duì)于Pout ≤ 250W的應(yīng)用，意法半導(dǎo)體提供L6562A*、L6564*和L6563*系列臨界模式(TM)PFC控制器(低端、中端和高端產(chǎn)品)，而高功率應(yīng)用可以采用L4981* 和L4984D系列連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)PFC控制器。管理HB-LLC諧振電路可以采用專用控制器L6599A*和L6699(低端和高端芯片)。要想簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，還可以采用新的PFC控制器和HB-LLC驅(qū)動(dòng)器二合一 的STCMB1雙片控制器(圖9)。

　　LED多燈帶管理可以采用高功率密度的DC-DC LED驅(qū)動(dòng)降壓轉(zhuǎn)換器LED5000和LED6000(圖4)或者可以使用新的基于固定關(guān)斷時(shí)間(FOT)算法的HVLED002電流模式LED控制器實(shí)現(xiàn)反向降壓拓?fù)?圖5)。

　　ü 數(shù)字驅(qū)動(dòng)

　　數(shù)字驅(qū)動(dòng)方法需用兩個(gè)數(shù)字芯片：一個(gè)是一次側(cè)芯片(PFC級(jí)和HB-LLC級(jí))，另一個(gè)是二次側(cè)芯片(控制LED燈帶所需的全部反向降壓電路) (圖10)

　　圖10 – 數(shù)字解決方案

　　關(guān)于這兩個(gè)芯片，意法半導(dǎo)體的解決方案是采用單燈帶所用的芯片，二次側(cè)反向降壓控制器還是采用STM8*系列微控制器。

　　圖11 – 主要的路燈LED系統(tǒng)評(píng)測(cè)板

　　PFC控制器和HB-LLC電路建議采用單燈帶所用的柵驅(qū)動(dòng)器，反向降壓控制器采用商用數(shù)字LED多燈帶管理所用的柵驅(qū)動(dòng)器。

　　針對(duì)單燈帶和多燈帶LED路燈應(yīng)用，意法半導(dǎo)體提供多種系統(tǒng)評(píng)測(cè)板。圖11列出部分評(píng)測(cè)板。圖7列出的STEVAL-ILL074V1/V2 (60W模擬LED驅(qū)動(dòng))和STEVAL-ILL077V1(60W數(shù)字多燈帶 LED驅(qū)動(dòng))適用于路燈。

　　eDesignSuite軟件工具

　　eDesignSuite是一套易用的功能全面的軟件工具，幫助客戶定義應(yīng)用需求，利用意法半導(dǎo)體的各種產(chǎn)品，將應(yīng)用需求轉(zhuǎn)化成滿意的解決方案。套件包括

　　1) 智能仿真器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)引擎(圖12)：根據(jù)不同的應(yīng)用設(shè)計(jì)(電源、太陽(yáng)能、充電器、LED照明、信號(hào)調(diào)理、RF設(shè)計(jì))，為用戶推薦產(chǎn)品和拓?fù)?

　　圖12 – 智能仿真器和系統(tǒng)設(shè)計(jì)引擎視圖

　　2) 智能選型器：幫助用戶選擇最適合的產(chǎn)品類型(例如：二極管);

　　3) 配置器：節(jié)省為某一個(gè)具體應(yīng)用設(shè)計(jì)設(shè)定參數(shù)所用的時(shí)間和工作量(例如，照明應(yīng)用的STLUX SMED)。

　　該軟件工具支持前文討論的各種LED照明產(chǎn)品和拓?fù)?。若想了解和評(píng)測(cè)eDesignSuite的全部功能，在https://my.st.com/analogsimulator/ 注冊(cè)后即可試用!