跟着大功率LED光源的很多运用,对LED驱动器的技能要求是日积月累。高压大功率的LED驱动能够直接接至电网(85V-265V)。能够供给100W的功率。这些驱动一般供给大电流高电压输出而且都有较高的功率。一起供给各种维护以进步驱动的可靠性。
根据AX6066+A433 LED驱动电路规划
AX6066是一个输出功率在12瓦到65瓦之间,具有原边反应的转化器。AX6066适用于AC/DC电源的运用,能够满意无负载情况下沟通线需求低功耗而且具有高的均匀作业功率的运用要求。该芯片能够操控转化器作业在不接连的状况形式。不接连作业形式供给一个共同的安全电流约束功用,对沟通线上的信号颤动也是不灵敏的。峰值电流调制形式不需求进行斜率补偿。
AX6066经过驱动外部的高压功率管的源极来完成作业的。这种结构叫做共基、共射(源级)驱动。它突出了快速发动以及在无负载的情况下保证操控芯片不连接高压的两大长处。关于带有反应回扫结构的转化器的正常作业是没有影响的。
反应管脚承受的是电流而不是电压。在无负载的作业状况,这种规划能够经过防止外部电阻由电流到电压的能量消耗,使原边的功耗最小化。
在稳定峰值电流,改动关断时刻调制的情况下,AX6066在峰值功率和22%的峰值功率之间,均匀功率是最高的。AX6066内部调制趋向于使其功率稳定在22%和100%的峰值负载之间,消除了规划难题,使转化器的均匀功率到达动力星级目标。
共基、共射极偏置和发动
AX6066用一种共基、共射驱动和偏置来操控高压功率管,并在发动时供给初始的偏置。这种共基、共射结构经过低压操控连接在地和高压功率管源极间的开关完成一种通用的栅控。有以下要害点需求留意:
1. 外部高压功率管的栅极要加直流电压。
2. 外部的高压功率管是经过源极驱动,而不是栅极。
3. 初始线圈的悉数电流都要经过内部的低压驱动管。
AX6066使90mΩ的低压开关场效应晶体管和一切相关联的电流感应和驱动成为一体。外部的高压功率管被强制跟从内部快速的低压驱动管。外部高压驱动管的漏和栅不会影响关断的速度,由于栅端是和一个独立的直流电源相连接的。这种共基,共射的结构使外部的高压功率管能够快速的关断,场效应晶体管开关的开关损耗也会被下降。
反应功用
AX6066的调制和作业形式是由芯片承受到的FB管脚上的电流操控的。FB管脚一般被用来反应输出差错信号给芯片内部的调制器。AX6066经过内部的电流镜承受FB管脚反应的电流给内部的反应处理模块,然后再到频率调制和电流调制模块。FB管脚上的电压稳定为0.7V。在晶体管的发射极有必要要有一个输出耦合电容来滤去沟通线上的噪声。这个滤波器的截止角频率至少是转化器最大开关频率的10倍。在FB和GND之间需求一个100KΩ的电阻,来消除转化器过载复位时的反向电流流向FB管脚的噪声影响。较小的电流传输份额的光耦反应结构比较大电流传输份额依托次级线圈的反应结构的无负载作业状况更好。
调制形式
在正常的作业形式下,FB管脚的反应电流操控着AX6066的作业形式。FB反应电流操控着转化器有三种作业形式:频率调制形式,起伏调制,绿色调制。
转化器作业在频率调制时有较大的功率负载(22%到100%的峰值额外功率)。高压功率管的峰值电流会到达它的最大的可编程的值,FB反应电流经过改动开关的作业频率来调理输出电压,开关频率和开关的导通时刻是成反比的。开关频率被调制的规模是从30kHz(22%的峰值额外功率)到133kHz(100%的峰值额外功率),守时时刻是稳定的,额外电流IDRV也是稳定的。最大可编程的高压功率管的电流IDRV,PK(max)是由连接在CL管脚上的电阻决议的。
转化器作业在调幅形式时处在中等功率水平(2.5%到22%的峰值额外功率)。FB管脚的反应电流经过调制高压功率管的额外电流从33%到100%的最大可编程电流值来调理输出电压,此刻开关的作业频率被固定在30KHz左右。AX6066调制CL管脚上的电压从3V到1V来改动操控峰值电流。
转化器作业在绿色形式时处在一个低负载状况(0%到2.5%的峰值额外功率)。FB反应电流经过运用FB的电流发生一个特别的触发脉冲来调制输出电压。此刻高压功率管的峰值电流是最大可编程电流值的33%。包括一个触发脉冲的开关频率大约是30kHz。触发的继续进程是由电源的按捺力和FB端口的反应来调制的。AX6066经过减小触发进程中内部的偏置功耗来坚持低负载和无负载情况下的能量守恒。
初级电流检测
AX6066用电流镜技能来检测电流调制器上的初始电流。一切初级线圈的电流都是经过DRV管脚的,并经过驱动功率管和外部的地相连。驱动功率管上的电流是成份额的镜像得到的,并经过一个和CL电流作比较的PWM比较器的输出来操控。在每个开关循环周期的开端阶段,会发生一个大约220ns的关断脉冲T给内部的电流限幅模块,答应驱动管在首要的边缘没有过错触发约束的情况下翻开,惯例的电容器泄放电流在这个电路结构里也会呈现的。
过零检测
为了能够敞开下一个开关循环周期,该调制需求满意以下三个条件:
1. 前一个开关导通边缘时刻有必要等于或大于由反应电流 决议的内部反应模块的处理时刻。
2. 前一个开关导通边缘时刻有必要要比AX6066的内部最小的开关周期长(一般情况下这个周期是7.5us,对应的频率是133kHz)。
3. 快速的跟从由高到低的ZCD过零电压。调制时刻还要大于上一个过零检测起到下一个过零检测的等待时刻。
每个开关周期都至少抢先一个ZCD管脚上的零检测。假如开关周期需求超出阻尼振动的约束,该调制在调制脉冲之间答应阻尼振动,在无负载的作业条件下,在调制脉冲之间答应长时刻的中止。
开关作业频率一般情况下不能超越133KHz。为了使超越最小线电压的bulk电压坚持一个常量,AX6066会经过开关频率的操控来约束最大的功率。
AX6066操控电感上的电流始终坚持是不接连的。这种规划会防止发动或短路情况下的电流拖尾,而且利于对最大功率的操控。
零电流检测的电压来自于辅佐线圈上经过电阻分压的电压,如下图一所示。辅佐线圈上电压的相位和次级输出线圈的电压的相位是共同的。ZCD检测的效果是检测变压器的去磁,当ZCD的电压由高到低改动时会有个20mV的ZCD阈值电压。ZCD管脚的电压在芯片内部会被胁迫在一个-160mV的漂移电压。一个50ns到200ns的延时,能够经过添加连接在ZCD端口的电容CZCD得到,该延时能够使初级线圈的开关和初始线圈的电压波形的波谷坚持共同。
图一:零电流检测功用框图
转化器最大功率极限
在根据惯例的AC线转化器运用时,AX6066引荐的峰值功率是12W到65W,外部的高压功率管的额外电压是600V。功率规模取决于运用和外部高压管的耐压。终究,初始线圈的峰值电流是要受到约束的,由于该电流有必要要经过AX6066。对峰值电流的约束也就约束了初始线圈的额外峰值功率。峰值功率有必要要小于65W,而不是均匀功率。峰值功率被界说为AX6066在调制状况下的最大功率。
用户能够编程操控AX2029的初始线圈的电感,峰值电流,最大开关作业频率,来得到一切引荐功率规模以内的功率。最大输入功率的公式以下会给出。
对规则极限精度的影响,IDRV(PK)的差错灵敏度是LM和fS(max)差错灵敏度的两倍。假如负载需求比可编程功率规模更大的功率,输出电压会下降,过载守时会重新开端初始化。
最大守时和浪涌
AX6066的不接连作业形式在电压较低的情况下会供给一个过流维护。AX6066答使用户对最大守时时刻编程,然后供给更多的维护。
在沟通线电压下降的情况下,假如负载是满足大,最大守时效果会使转化器像有个过载状况时相同起效果。在沟通线电压下降时,MOT的效果是约束初始线圈开关的守时时刻,该开关在初级线圈功率等级规模内决议着峰值电流。MOT对地所接电阻的规模决议AX6066对继续过载过错的呼应的类型,是确定仍是关断重启,这和AC线上电压下降及浪涌是相同的。
用MOT管脚完成外部关断
许多运用情况下都要求经过外部的方法来完成对电源的关断。该功用能够经过短接坐落MOT和GND之间的NPN晶体三极管来完成。关于实践的阻隔运用来说,这个NPN型的三极管是独立的光耦三极管。
关于过流或浪涌情况下的的确定呼应来说,
在这里,
关于过流或浪涌情况下的关断重启呼应来说,
在这里,
过压检测
AX6066经过采样辅佐线圈上的电压来对输出电压进行监测。在内部的驱动管关断今后,采样的时刻 被固定有1us的延时。这答应辅佐线圈上的电压在每一个下限的瞬态被采样。这个相同的延时用来确定ZCD的输入以防止无意识的过零检测,振铃效应要是满足的大会穿过过零检测的阈值。
输出过压的阈值经过辅佐线圈和次级输出线圈之间的转化比率和ZCD管脚上的分压电阻来来设定。假如AX6066检测到过压状况时,芯片将会一向进入到确定的