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監(jiān)測LED 負載的總電流并使用電流反饋回路調(diào)整流經(jīng)變壓器原邊繞組的正弦波交流電流，

同時通過磁平衡理論保證每串LED 負載具有恒定電流輸出。

多串變壓器的初級線圈串聯(lián)連接，

在理想情況下，假如變壓器線圈匝數(shù)相同，那么相同的初級繞組電流將會產(chǎn)生相同的次級繞組電流。

可是變壓器并非理想的電氣元件，因為它自帶勵磁電感，

正是由于變壓器中勵磁電感的存在，導致LED 串負載輸出的次級繞組電流略有不同。

但是，勵磁電流僅占初級繞組電流的一小部分，并且對于勵磁電流的差異，電流匹配不敏感。

為了獲得完美的電流匹配，建議在多串變壓器LLC設計中適當增加磁化電感Lm。

為了簡化解決方案，拓撲結構使用一個變壓器來驅動兩串LED 負載。

同一個變壓器中，當初級繞組的正弦交流電正向流動，次級繞組的電流沿相同的耦合方向流動。

當初級繞組的正弦交流電反向流動時，次級繞組一側其他電流回路受到開關循環(huán)的控制。在輸出端的直流阻塞電容保證正向電流和負向電流在每個開關循環(huán)均相同。

請參考：

UCC25710為雙級多串變壓器架構,可以把Buck降壓這一路給去掉，無需DC/DC降壓，也就是直接對每一串LED進行控制，之后直接控制LLC諧振半橋電路，來實現(xiàn)每一串的電流諧振控制。前提只需要一個升壓的PFC。這個電路非常簡單：只需要一個升壓的PFC，再加上一個多串的變壓器串聯(lián)恒流的諧振半橋，就可得到大功率的LED驅動電流,

一個變壓器驅動兩串LED，兩個變壓驅動四串LED，這樣成本下降了，可靠性也提升了。”為什么變壓器能做每串均流的控制呢？這個問題實際上是非常簡單的，就是我們把兩個變壓器的沿邊進行串聯(lián)，如果逆時電感足夠大，耦合到側邊IP1就等于IP2，IS1…如果扎比相同的話，它是一個扎比的關系，就是Ip1/Np = Is1/Ns1，這是第一個變壓器。第二個變壓器，由于它的沿邊是同一個變流，我們把沿邊做一個串聯(lián)，這樣的話Ip1/Ip2，Np1=Is2/Ns，這樣我們就可以得到Is1=Is2。就是通過這樣的變壓器平衡方式來得到很好的電流的平衡.

作為新型節(jié)能技術，LED照明備受關注。在LED照明系統(tǒng)中，驅動芯片起著非常重要的作用。較早前，LED驅動芯片主要延用了最初的開關電源產(chǎn)品，外加恒流控制，隨著技術的進一步發(fā)展，專門針對LED照明應用的新型拓撲和芯片也陸續(xù)登臺，例如德州儀器(TI)最新推出的基于多個變壓器串聯(lián)的LLC諧振電路UCC25710。該芯片采用二級驅動的方式，相比傳統(tǒng)的三級驅動解決方案更具效率和成本優(yōu)勢，特別適用于大功率LED照明驅動。

據(jù)德州儀器半導體事業(yè)部高性能模擬產(chǎn)品業(yè)務拓展經(jīng)理劉學超介紹，傳統(tǒng)的大功率LED照明驅動電路通常由PFC、LLC諧振和降壓恒流三個模塊組成，這種驅動方式有四個弊端。一是多芯片帶來的高成本；二是分級較多，效率較低；三是由于組件數(shù)量多，因此增加了可靠性方面的風險；四是EMI性能不好。針對于此，TI開發(fā)出了創(chuàng)新的拓撲結構來彌補以上不足。
 

劉學超指出，在傳統(tǒng)的“三段式”大功率LED照明驅動拓撲結構下，各級工作效率都不同，臨界模式PFC效率最大值約為97%、LLC諧振半橋效率最高為96%、降壓恒流的效率為95%，因此三者結合在一起的總效率典型值約為88%。“當然，有的廠商可以將總效率做到90%，但多以犧牲成本為代價，比如將普通二極管改為同步整流二極管，或者在大的降壓上做一些優(yōu)化等。但從我們的經(jīng)驗來看，這種傳統(tǒng)大功率LED驅動拓撲的效率典型值一般不會高于88%。”劉學超表示。

從成本的角度來看，由于PFC與半橋諧振后的母線電壓值約為48~54V，因此后面的降壓恒流電路中所采用的MOS管必須為高壓管。由于每串燈串都需要一個單獨的降壓恒流電路，因此每串LED都會帶一個高壓MOS管，這就導致了成本的提升。劉學超指出，“目前路燈電源一般采用4~12串LED，這也就意味了路燈需要4~12個帶高壓MOS管的降壓恒流模塊，這部分成本不可忽略。”此外，器件的繁復也導致了可靠性的降低。

傳統(tǒng)LED還有一個最重要的問題是EMI。在用多路降壓恒流模塊分別驅動每串LED時，由于其開關頻率未進行同步，燈串之間會有干擾，因此會增加EMI難題。“雖然可用共模電感來解決EMI問題，但同時會增加成本和降低可靠性。”劉學超表示。

針對以上問題，TI于2008年底提出了一個新的拓撲結構。“在這個創(chuàng)新結構中，仍然采用傳統(tǒng)的PFC，外加一個臨界模式的降壓恒流電路，然后再用由串聯(lián)的變壓器組成的開環(huán)半橋電路來驅動LED燈串,其中每個變壓器可驅動兩串LED燈串。在這個拓撲下，效率可以提升至約92%，不足之處是它仍然需要三個步驟來驅動LED，分別為PFC、降壓和多串變壓器串聯(lián)恒流。”劉學超介紹道。而剛推出的UCC25710則在此創(chuàng)新拓撲結構上做了優(yōu)化，該IC可以把上述三個步驟中的降壓環(huán)節(jié)省去，即只需一個PFC外加一個由多串變壓器串聯(lián)恒流的諧振半橋，即可實現(xiàn)大功率LED驅動功能。

劉學超指出，UCC25710具有五點優(yōu)勢：一是效率非常高，整個拓撲的總體效率可達90~92%。二是成本很低。由于不需要對每一串LED進行降壓恒流，而改用傳統(tǒng)的變壓器進行恒流，且每一個變壓器可驅動兩串LED，因此成本得以大幅降低。三是因為采用的元器件少，所以可靠性得到了提升。四是不再使用多串DC/DC，因此EMI較好。“我們用測試板做過傳導實驗，這個板子設計好以后基本上就可以直接通過傳導測試。我個人認為，由于LLC電路本來就具有很好的EMI特性，所以該創(chuàng)新拓撲的EMI優(yōu)勢明顯。”劉學超表示。五是UCC25710可以兼容調(diào)光，例如搭配無線ZigBee進行調(diào)光。此外，UCC25710還集成了過壓、過流保護等。

關于UCC25710的設計問答

1.變壓器實現(xiàn)恒流的工作原理是什么？

劉學超：首先我們把兩個變壓器的沿邊進行串聯(lián)，這樣兩個變壓器的沿邊可得到同樣的電流，然后保證這兩個變壓器的匝比相同。由IP/NS=IS/NP可得到IS=NP×IP/NS。由于兩個變壓器相同，所以IS1= NP×IP/NS= IS2。我們就是通過這樣的原理得到很好的電流平衡度。
 

事實上，用一個變壓器來驅動一串LED的成本比較高，因此我們做了一個變化，當LLC半橋電路是正半周的時候，只有A串LED是導通的；當處于負半周的時候，則B串導通。因此可以實現(xiàn)用一個變壓器來驅動兩串LED，兩個變壓器就可以驅動四串LED。此外用一個大電容來調(diào)節(jié)紋波。

2.對變壓器的一致性有無特殊要求？

劉學超：無特殊要求。采用電感量公差為±10%以內(nèi)的變壓器即可。這個方案輸出電流公差小于±3%。

3.UCC25710調(diào)光方式和范圍分別是什么？

劉學超：UCC25710帶有PWM調(diào)光接口。傳統(tǒng)的LLC 控制器沒有PWM Dimming是因為它不是專為LED而設計。UCC25710的調(diào)光接口可搭配ZigBee和調(diào)光控制器來對LED進行調(diào)光控制驅動。我們還針對調(diào)光功能對LLC諧振電路進行了優(yōu)化，例如用DSR來進行降噪等。

在LED工作周期中，可以實現(xiàn)1~100%的調(diào)光。如果用傳統(tǒng)的LLC，在1%調(diào)光的時候可能LLC還沒有工作就被關掉了，因此我們做了一個延時處理，即在小占空比的時候可以延遲工作周期開通的時間，這樣導致有一部分LED電流先流過去，由此可以得到一個線性調(diào)光曲線。

4.新拓撲結構下的熱管理是如何實現(xiàn)的？

劉學超：熱量跟效率有關，效率越低熱量越高。UCC25710的效率很高，產(chǎn)生的熱量相對較少。其次，我們有用紅外線溫升的曲線來分析熱量來源。根據(jù)我們的經(jīng)驗來看，熱量主要來自四個方面：一是整流橋，PFC電路整流橋本身的損耗就比較大；二是MOS管，只要有電流流過MOS管，電流乘以電壓即會產(chǎn)生相應的溫升，所以必須要對它進行散熱；三是變壓器，功率器件都會傳輸能量，需要對它進行考量，比如布板時將變壓器稍微放寬一點；四是肖特基二極管。在設計的時候建議客戶把肖特基二極管設計得分散一點。我們的散熱主要從這幾個方面著手處理。

5.這種拓撲結構是否只適用于大功率LED照明？

劉學超：功率越大則LED串數(shù)就越多，該拓撲很適合此類應用，比如路燈和商用照明等。

各位好，請教各位，這個IC電路輸出假如任意一路開路，其它三路還會正常工作嗎？假如任意兩路開路，其它其它兩路還會正常工作嗎？假如任意三路開路，其它一路路還會正常工作嗎？同樣的道理如果輸出短路了。謝謝！我現(xiàn)在用這個IC，可聯(lián)系我，加QQ517447536.

如果用單路出的,IC的VCC怎么供電的,是不是要提供待機電源了

你好，UCC25710，4路LED輸出，任意一路或者兩路或者三路開路，是否正常輸出？這個問題解決了嗎？

我遇到的問題是，任意一路開路，開路的這一路電壓會飄很高，導致輸出電解爆頂，這個IC的OVP是沒有自鎖功能的，一直在打嗝模式。

現(xiàn)在沒有好的解決方案，請指教。