【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)級角度看待問題，為客戶提供卓越的數(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，極大的減輕了客戶庫存的壓力和新產(chǎn)品推出的周期，擴展了研發(fā)設(shè)計的靈活性。
LED照明已經(jīng)在整個照明應(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)級角度看待問題，為客戶提供卓越的數(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，極大的減輕了客戶庫存的壓力和新產(chǎn)品推出的周期，擴展了研發(fā)設(shè)計的靈活性。英飛凌照明驅(qū)動ＩＣ以其豐富的產(chǎn)品類型，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)，充分滿足了LED驅(qū)動電源設(shè)計的半導(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)合強大的功率半導(dǎo)體制造技術(shù)，將兩者有機的集成在一起，創(chuàng)新了業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)字LED驅(qū)動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)，獨立的調(diào)光接口和通訊接口，極低的THD和待機功耗，使其具有強大的競爭力。
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)換器和功率高壓啟動單元及驅(qū)動。完善的保護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。兩級方案減小了輸出紋波，降低了單獨一級對設(shè)計余量的要求，進一步降低了成本。
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，保護模式等等。參數(shù)可以在研發(fā)階段或者量產(chǎn)產(chǎn)線上進行重新配置，這使得用戶在不更改硬件參數(shù)的情況下，生成不同的機種，達到真正的一個平臺多機種的目的。
低待機功耗的需求在照明應(yīng)用中越來越多，待機要求越來越低，XDPL8221低至100mW的待機功耗樹立了行業(yè)的新標(biāo)桿。
此外，內(nèi)部和外部的自適應(yīng)過溫度保護功能以及其他的保護功能一起守護著系統(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，保護功能，以及獨特的實時通訊功能。
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)通過檢測反激變壓器原邊峰值電流來計算次級電流及過流保護。通過檢測輔助繞組的反射電壓來計算次級電壓，在退磁時間結(jié)束時，通過偵測ZCD腳位的電壓值即可算出此時輸出電壓值。在已知輸出電壓和電流的基礎(chǔ)上，通過軟件的算法實現(xiàn)限功率控制。
如圖4所示為XDPL8221輸出特性曲線， 在恒壓段，此時電源工作在恒壓區(qū)，輸出電流根據(jù)負(fù)載狀態(tài)需低于一定值。在恒流段，此時電源工作在恒流點上，輸出電壓需低于一定值，用來保證整個系統(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%以內(nèi)。限功率模式應(yīng)用比較適合驅(qū)動COB燈珠。
圖4 XDPL8221 輸出特性曲線
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 測試結(jié)果
圖5右所示為實測的THD曲線。從曲線可以看出，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%，同時也能夠滿足EN61000-3-2標(biāo)準(zhǔn)要求。
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