【導讀】英飛凌作為引領智能LED照明的領先供應商，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)設計的靈活性。
LED照明已經(jīng)在整個照明應用中得到普及，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。英飛凌作為引領智能LED照明的領先供應商，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，廣泛的拓撲組合，搭配業(yè)界領先功率晶體管CoolMOS技術，充分滿足了LED驅(qū)動電源設計的半導體器件選型需求。
英飛凌的數(shù)字控制方案基于自有的數(shù)字核CPU，結合強大的功率半導體制造技術，將兩者有機的集成在一起，創(chuàng)新了業(yè)界領先的數(shù)字LED驅(qū)動IC技術，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)的新標桿。
此外，內(nèi)部和外部的自適應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%負載到100%負載范圍內(nèi)，THD都能夠做到低于12%，同時也能夠滿足EN61000-3-2標準要求。
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