基于TRUEC2全閉環(huán)電流專利 技術(shù)LED恒流控制芯片
一、引言
針對LED照明負載特點,目前非隔離式的恒流驅(qū)動電源的拓撲結(jié)構(gòu)基本上是BUCK降壓結(jié)構(gòu),主流的方案是通過固定關(guān)斷時間來固定峰值電流,從而達到固定輸出電流的控制策略。本文將討論這種控制策略實現(xiàn)恒流的原理,分析這種開環(huán)控制策略的優(yōu)缺點,和應(yīng)用這種控制策略需要做的外圍補償,同時基于DU8608芯片,介紹這種全新的閉環(huán)電流控制策略,詳細介紹這種控制策略如何突破性提高LED輸出電流精度,從開環(huán)到閉環(huán)是其本質(zhì)的突破。
二、原理與設(shè)計
2.1 目前LED非隔離恒流驅(qū)動電流領(lǐng)域主流的控制策略
如圖1所示,電路是BUCK降壓結(jié)構(gòu),芯片控制的是MOSFET的源極,這是一種開環(huán)的恒流電流控制方式,控制原理如下:
當MOSFET開通時,電流從DCBUS通過LED負載,流過電感,流入地。
Vi-Vo=Ldi/dt=L*Ir/DT (1)
當MOSFET關(guān)斷時,電感電流從D1續(xù)流。得出以下公式:
Vo=Ldi/dt=L*Ir/(1-D)T (2)
Io(average)=Ipk-1/2*Ir (3)
由(2)和(3)Io=Vref/Rs-Vo*(1-D)T/(2*L) (4)
Vref和Rcs都是設(shè)定的定值,由于電流流過LED負載,如果電流固定,可以認為LED的電壓Vo是固定的,所以從式(4)看出,只要電感值L固定,再固定關(guān)斷時間(1-D)T,Io即固定。
所以,這種開環(huán)的控制策略是,連接在Rt的電阻設(shè)定MOSFET的關(guān)斷時間。每個周期開始,MOSFET打開直到電感電流上升到峰值Vref/Rs,這時MOSFET關(guān)斷,關(guān)斷時間由Rt決定。過了設(shè)定的關(guān)斷時間,MOSFET又重新打開,這樣周而復始地工作。關(guān)斷時間控制了紋波電流LED平均電流,根據(jù)想要輸出的電流值,調(diào)節(jié)CS管腳的Rs值,調(diào)節(jié)Rt值,固定每個開關(guān)周期的關(guān)斷時間為一個值,從而實現(xiàn)了輸出電流恒流。
這是一種簡單有效的控制策略,但是由于這是一種開環(huán)控制模式,只能檢測電感上的峰值電流,無法檢測輸出電流,輸出電流精度在三種情況下容易出現(xiàn)偏差:
1.輸入電壓波動。(開環(huán)控制,無法反饋,系統(tǒng)延時造成)
2.批量生產(chǎn)電感感值偏差。(式4中,L變化引起Io變化)
3.LED負載電壓不相同(Vo)。
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