如何應對LED調光驅動的設計挑戰(zhàn)

　　基于以上要求，對MR16應用中常見的拓撲進行了比較，結果如表1所述。

　　表1:MR16應用拓撲的比較

　　改進的兩級式拓撲結構

　　從前面的討論可知，連續(xù)的輸入電流可以改善驅動電源與調光器和變壓器的兼容性，而連續(xù)的輸出電流可以減小輸出濾波器的體積。在表1所示的拓撲中，只有Boost+Buck的兩級結構具有這樣的特性。但是兩個開關電源的組合使得元器件的數(shù)量較多，成本較高，而且整機的效率也有所降低。另外，出于系統(tǒng)成本和整燈光效的角度考慮，越來越多的燈具制造商傾向于在LED替代燈中使用低成本的中功率LED顆粒來替代大功率LED,即驅動電源的負載由低壓大電流向高壓小電流轉變。綜上所述，提出可以同時兼顧兼容性、體積和成本的兩級式方案，如圖6所示。

　　圖6:所提出的兩級式MR16驅動結構。

　　Output: 輸出;Current control: 電流控制;Dummy load control: 假負載控制。

　　這個驅動方案的輸入級采用Boost型升壓結構，輸入電流連續(xù)并受控，并配合受控的假負載，以改善與調光器和變壓器的兼容性。輸出級采用線性電流源的方式，輸出電流紋波被大大降低。與Boost+Buck的兩級結構相比，輸出級的電感和電容被省去，從而有效控制驅動的體積和成本。雖然受線性電流源的限制，LED電壓的范圍變窄，但考慮到LED的選擇向高壓小電流轉變的趨勢，該結構在性能和系統(tǒng)成本上依然具有較大優(yōu)勢。

　　SSL3401是恩智浦半導體公司基于這種改進型的兩級式拓撲最新推出的數(shù)字控制芯片。圖7為它的應用框圖。得益于內部集成的MCU內核，所有的控制都可以通過算法來實現(xiàn)，大大簡化了外圍控制線路。通過檢測是否連接調光器，該芯片可以提供不同的輸入電流和Boost輸出電壓控制方式，優(yōu)化了調光兼容性和驅動電源的效率。此外，短路保護，開路保護和過溫保護等必要的保護功能也都集成在芯片中。

　　圖7:SSL3401應用框圖。

　　結論

　　本文結合MR16驅動設計中遇到的常見問題，在比較過幾種常見拓撲的優(yōu)缺點后，提出了一種優(yōu)化過的，針對MR16替代燈的兩級式驅動電源解決方案。該方案可以較好的兼顧調光兼容性、體積和成本的要求。利用恩智浦半導體最新的數(shù)字控制芯片SSL3401 開發(fā)的MR16驅動電源參考設計驗證了該方案的性能和優(yōu)越性。