浅谈如何实现LLC LED驱动器简化设计

　　这时，ZVS丢失，并且反馈环路会让LLC控制器一直锁闭在该区域内。现在，反馈误差放大器尝试要求更低的开关频率，以提高功率级无法达到的增益，因为转换器可能工作在图2中虚线的右边区域。ZVS丢失时，FET QA和QB消耗更多功率，FET会因过热而损坏。为了避免设计中出现这种问题，需要对所有M（f） 曲线进行分析，然后适当地限制最小开关频率（f），以防止转换器（M（f））工作在图2中虚线的左侧区域。

　PWM 亮度调节简化设计过程

　　对于要求亮度调节的LLC谐振半桥 LED 驱动器而言，简化设计过程的一种方法是使用一种被称为 PWM 亮度调节的技术。图 3 显示了一个 LLC 转换器的功能原理图，它的 LLC 控制器便使用了这种 PWM 亮度调节技术。在我们的例子中，我们使用了 UCC25710。

　　图 3 使用 PWM 亮度调节技术的 LLC 半桥 LED 驱动器。

　　这种技术利用一个控制 FET QC 的固定低频信号 （DIM），它以逻辑方式添加至QA 和 QB FET 驱动。DIM 信号为高电平时，LED 背光灯串被控制在某个固定峰值电流 （VRS/RS）。一旦 DIM 变为低电平，QA、QB 和 QC 立即关闭。QA、QB 和 QC 关闭后，LED 二极管便停止导电，同时输出电容器 （COUT）存储能量，以备准时开始下一个 DIM 周期。更多详情，请参见图 4 所示波形。

　　图 4 PWM 亮度调节波形

　　通过调节 DIM 信号的占空比 （D） 实现对平均二极管电流 （ID） 的调节，从而控制 LED 的亮度。

　　尽管 LLC 谐振半桥从主级到次级为 LED 供电，但是负载 （RL） 到LLC传输函数 （M（f）） 依然恒定，即使 LED 的平均电流随占空比而变化。

　　使用固定 RL 且给定 Lr、Cr 和 LM 时，等效反射阻抗 （RE） 恒定，Q 保持不变。这时仅得到一条 M（f） 曲线，其随频率（请参见图 5）变化，而不受使用变量 RL 的传统 LED 亮度调节方法得到的多条曲线（请参见图 2）的影响。在设计中只处理一条 M（f） 曲线，让环路补偿和变压器选择变得更加简单，从而简化设计过程。另外，设置最小开关频率时还需要注意另一条曲线，以确保 ZVS 得到维持。这时，最小f设置为单 M（f） 曲线的峰值（请参见图 5）。

　　图 5 使用 PWM 亮度调节技术驱动 LED 的 M（f）

　　设计一个 LED 驱动用 LLC 谐振半桥转换器并不容易。传统 LLC的dc/dc 增益随负载变化会有较大范围的变化。我们需要对许多条增益曲线进行评估。这让环路补偿和变压器设计/选择变得更加复杂和混乱。要想简化设计过程，把 LLC 和 PWM 亮度调节技术组合使用是一种较为理想的选择。这是因为 LLC 在供能期间会承受固定负载 （RL），但在亮度调节期间 LED 电流会出现变化。结果是，LLC 增益变化更小，从而让环路补偿和变压器选择/设计更加简单。