士蘭微改進LED恒流驅(qū)動電源控制器的專利解析

（文章來源：半導(dǎo)體投資聯(lián)盟）

士蘭微是國內(nèi)領(lǐng)先的LED驅(qū)動類芯片設(shè)計企業(yè)之一，其LED照明驅(qū)動芯片市場占有率位于前列。在一次LED照明方案推介會上，士蘭微曾勵志要做全球最大的LED驅(qū)動電源供應(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)，一種是兩級控制，一種是單級控制。相對于兩控制來說，單控制的電路相對簡單，成本也相對較低。

在隔離型單級控制的LED驅(qū)動電路中，一般采用光耦反饋得到恒流控制信號，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，還需要光耦來實現(xiàn)隔離，把輸出電流信號傳遞到輸入端，所需要的元件較多，電路實現(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，士蘭微申請了一項名為“一種原邊控制LED恒流驅(qū)動開關(guān)電源控制器及其方法”（申請?zhí)枺?01110034538.0）的發(fā)明專利，申請人為杭州士蘭微電子股份有限公司。士蘭微的此項發(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，下面對該模塊進行詳細介紹。

此模塊的輸入端之一是調(diào)光角度檢測電路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Vdc206，并將直流電平信號Vdc206提供給乘法器207，直流電平信號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交流值的信號，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交流值信號Vac、輸入交流電壓的有效值信號Vavg205和表示調(diào)光角度的直流電平信號Vdc206。輸入信號經(jīng)過乘法器207計算會得到兩個基準電壓，其中第一基準電壓信號Vrefl 208輸出至比較器219，第二基準電壓信號Vref2 209輸出至開通信號控制電路210，而且，第一基準電壓信號Vrefl與第二基準電壓信號Vref2相互成比例關(guān)系。

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

開通信號控制電路210，接收過零檢測電路215輸出的過零檢測信號ENA和乘法器電路207輸出的第二基準電壓信號209，控制開關(guān)電源副邊輸出續(xù)流二極管的導(dǎo)通時間與開關(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輸出的基準電壓成正比。這樣就可以計算出功率開關(guān)的開關(guān)周期，從而控制功率開關(guān)的開通時間點，并輸出功率開關(guān)的開通信號212。

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

此項專利的電路，采用原邊控制方法來控制LED恒流驅(qū)動，實現(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，外圍電路簡單，降低了電路成本。作為LED驅(qū)動芯片行業(yè)的“老將”，希望士蘭微能夠繼續(xù)攻堅克難，推進LED驅(qū)動領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展。
（責(zé)任編輯：fqj）