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士蘭微是國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的LED驅(qū)動(dòng)類芯片設(shè)計(jì)企業(yè)之一，其LED照明驅(qū)動(dòng)芯片市場(chǎng)占有率位于前列。在一次LED照明方案推介會(huì)上，士蘭微曾勵(lì)志要做全球最大的LED驅(qū)動(dòng)電源供應(yīng)商。

隨著LED技術(shù)的發(fā)展，LED的亮度和效率不斷提高。傳統(tǒng)的交流供電帶功率因數(shù)調(diào)整(PFC)功能的LED恒流驅(qū)動(dòng)電路，主要包括隔離型和非隔離型兩種結(jié)構(gòu)。在隔離型結(jié)構(gòu)中又有兩種控制結(jié)構(gòu)，一種是兩級(jí)控制，一種是單級(jí)控制。相對(duì)于兩控制來說，單控制的電路相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也相對(duì)較低。


在隔離型單級(jí)控制的LED驅(qū)動(dòng)電路中，一般采用光耦反饋得到恒流控制信號(hào)，由于采用光耦反饋，需要在副邊增加誤差放大器，采樣輸出電流，還需要光耦來實(shí)現(xiàn)隔離，把輸出電流信號(hào)傳遞到輸入端，所需要的元件較多，電路實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜。PCB布版空間很大，不利于產(chǎn)品小型化，而且電路成本高。


為了解決上述問題，士蘭微申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“一種原邊控制LED恒流驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源控制器及其方法”（申請(qǐng)?zhí)枺?01110034538.0）的發(fā)明專利，申請(qǐng)人為杭州士蘭微電子股份有限公司。士蘭微的此項(xiàng)發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提出了一種原邊控制LED恒流驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源控制器及其方法，該控制器集成了功率因數(shù)調(diào)整、可控硅調(diào)光、原邊LED恒流控制功能。

上圖是此專利提出的原邊控制LED恒流驅(qū)動(dòng)開關(guān)電源示意圖，主要包括：AC輸入整流電路101，輸出整流電路D1，開關(guān)電源控制器201，輸入交流采樣電壓Vac，采樣電阻Rs，采樣隔離變壓器105以及功率開關(guān)106。其中，核心模塊是開關(guān)電源控制器201，下面對(duì)該模塊進(jìn)行詳細(xì)介紹。


此模塊的輸入端之一是調(diào)光角度檢測(cè)電路204，它可以根據(jù)輸入交流采樣電壓產(chǎn)生表示光角度的流電平信號(hào)Vdc206，并將直流電平信號(hào)Vdc206提供給乘法器207，直流電平信號(hào)Vdc206輸出電壓越低，調(diào)光角度越大。


乘法器207的接收表示輸入電壓瞬時(shí)交流值的信號(hào)，比如開關(guān)電源的交流電壓經(jīng)過整流后得到的采樣電壓瞬時(shí)交流值信號(hào)Vac、輸入交流電壓的有效值信號(hào)Vavg205和表示調(diào)光角度的直流電平信號(hào)Vdc206。輸入信號(hào)經(jīng)過乘法器207計(jì)算會(huì)得到兩個(gè)基準(zhǔn)電壓，其中第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vrefl 208輸出至比較器219，第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref2 209輸出至開通信號(hào)控制電路210，而且，第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vrefl與第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vref2相互成比例關(guān)系。


過零檢測(cè)電路215可以根據(jù)反饋端FB接收開關(guān)電源的輔助繞組信號(hào)222，產(chǎn)生表示開關(guān)電源的副邊續(xù)流二極管導(dǎo)通時(shí)間TOFF1的信號(hào)ENA,也就是說過零檢測(cè)信號(hào)ENA是傳給開通信號(hào)控制電路210使用的。


開通信號(hào)控制電路210，接收過零檢測(cè)電路215輸出的過零檢測(cè)信號(hào)ENA和乘法器電路207輸出的第二基準(zhǔn)電壓信號(hào)209，控制開關(guān)電源副邊輸出續(xù)流二極管的導(dǎo)通時(shí)間與開關(guān)電源的功率開關(guān)的開關(guān)周期的比值，使得該比值與乘法器電路207輸出的基準(zhǔn)電壓成正比。這樣就可以計(jì)算出功率開關(guān)的開關(guān)周期，從而控制功率開關(guān)的開通時(shí)間點(diǎn)，并輸出功率開關(guān)的開通信號(hào)212。

比較器219用來比較來自乘法器207的第一基準(zhǔn)電壓信號(hào)Vrefl 208和來自采樣電阻Rs上的信號(hào)cs221，并將比較結(jié)果的信號(hào)218發(fā)送至觸發(fā)器211。觸發(fā)器211根據(jù)接收的信號(hào)212和從比較器219接收的信號(hào)218產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)216，以提供給驅(qū)動(dòng)電路217。最后驅(qū)動(dòng)電路217就可以將電壓信號(hào)Vds220輸出至開關(guān)電源的功率開關(guān)Sl 106，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路。

此項(xiàng)專利的電路，采用原邊控制方法來控制LED恒流驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了可控硅調(diào)光、高低壓輸入情況下輸出電流相同、高功率因數(shù)，直接使用變壓器隔離，提高了電路的安全性，外圍電路簡(jiǎn)單，降低了電路成本。作為L(zhǎng)ED驅(qū)動(dòng)芯片行業(yè)的“老將”，希望士蘭微能夠繼續(xù)攻堅(jiān)克難，推進(jìn)LED驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。