高效率LED驱动器IC设计.ppt

高效率LED驱动器IC设计
2009年LED通用照明驱动技术研讨会
关于Power Integrations
用于高能效电源转换的高压集成电路业界的领先供应商
能够为消费类电子产品、计算机、通信、工业控制及照明应用提供首屈一指的电源解决方案
已为市场提供数十亿个器件
高效节能领域的先驱(EcoSmart®)
拥有业界领先的产品质量与交付能力
全球技术支持网络
高效率有助于实现集成设计
低功耗有助于在灯泡替换中采用集成的LED驱动器
灯杯里面的功率略有增加,便会提高几度温度并降低可靠性
效率的提升有助于提高市场对LED灯的接受程度
所采用的高能效镇流器可以在整个LED灯生命周期内节省能源,发挥应有的价值
随着发光效率的提高,功率需量应有所下降
挑战:设计功率低于5 W的极高效率LED驱动器
LED Road Map OIDA
800流明灯
主要功耗因素
二极管
W
开关
W
输入二极管
W
变压器
W
恒流电路
W
其他
W
提供5 W输出将总共产生2 W损耗
(传统的反激式转换器LED驱动器)
初级侧控制可省去电流检测
省去光耦器、/CV控制电路
LinkSwitch-II ±5% CC/CV
完全省去电流检测所产生的耗散
高频率= 低变压器耗散
LinkSwitch-II以85 kHz工作可减少变压器中的绕组层数
降低导通损耗
降低与漏感相关的开关损耗
由于采用PI横向技术,MOSFET开关损耗的增加可以忽略不计
45 kHz变压器
85 kHz变压器
高频率= 低输出二极管耗散
低频率工作
高频率工作
输出二极管中的电流
与输出二极管相关的导通损耗的计算公式如下:
Plosses=Vo*Iavg+rd*Irms2
如果将频率提高2倍,Irms将减小2倍
第二项与功耗相关,将减小4倍
对于肖特基二极管来说,工作频率介于45 kHz和85 kHz之间的开关损耗增加可以忽略不计
高VOR设计允许使用低压输出二极管
使二极管中的功耗最多减少15%
高VOR可减小初级侧电流
减小MOSFET中的耗散
12 V设计
7 V设计
PI
分立
PI
分立
最大Vin
375
375
375
375
Vo
12
12
7
7
Vor
90
50
90
50
Pivs
64
106
38
63
Vdrain
584
500
584
500
安全系数




二极管Vr
100
200
60
100
二极管Vf




二极管安全裕量
36%
94%
36%
37%
MOSFET VD
700
600
700
600
MOSFET安全裕量
17%
17%
17%
17%
700 V MOSFET支持具有高VOR的设计
隔离式设计方案需要16个外围元件
满载时效率为76%
板面积:26 mm x 16 mm
DER-206