跟着科技技能的前进和开展，比较曩昔运用的旧式、粗笨的阴极射线管(CRT)显现器，现在的平板数字电视和显现器要薄得多。这些新式平板电视对顾客十分有吸引力，由于它们占用的空间更小。为了协助满意顾客需求并使这类数字设备变得更薄，一些厂商转向运用LLC谐振半桥转换器来为这些设备的发光二极管(LED)背光供给驱动。这是由于，运用这种拓扑结构所完成的零电压软开关(ZVS)可带来更高效的高功率密度规划，而且要求的散热部件比硬开关拓扑更少。本文就将共享一种能够完成LLC LED驱动器的简化规划办法。
这类拓扑规划存在的一个问题是LLC dc/dc传输函数会随负载改动而呈现明显改动。可是，这样会使在LED驱动器中树立LLC操控器和补偿电流环路变得愈加杂乱。为了简化这一规划进程，本 文将评论一种被称作脉宽调制(PWM)LED亮度调理的规划办法，其答应LED负载随亮度调理改动的一起让dc/dc传输函数坚持稳定。
研讨传输函数(M(f))的LLC谐振半桥dc/dc
LLC 谐振半桥操控器dc/dc(请参见图 1)是一种脉冲频率调制(PFM)操控拓扑。半桥FET(QA和QB)异相驱动180，并运用一个电压操控振荡器(VCO)调理/操控频率。这反过来又能 调理谐振电感(Lr)构成的分压器阻抗、变压器磁电感(LM)、反射等效阻抗(RE)和谐振电容器(Cr)进行调理。仅有LM中构成的电压经过变压器匝数 比(a1)反射至次级线圈。
图1 LLC 谐振半桥/操控器
能够标准化和简化一次谐波近似法传输函数 M(f) 的运用。标准化的频率(fn)被界说为开关频率除以谐振频率(fO)。虽然仅仅一种近似值办法，但在了解M(f)怎么随输入电压、负载和开关频率改动而改动时，该简化方程式仍是十分有用的。
调理dc电流以调理LED亮度
LLC谐振LED驱动器中完成LED亮度调理的一种办法是调理经过LED的dc电流。这样做存在一个问题：DC电流改动后，LLC的输出阻抗也随之改动。假如考虑不周，则这种改动会带来M(f)改动，然后使LED驱动器规划变得愈加杂乱。
负载改动带来的问题
规划一个半桥转换器并不是一件简略的作业。规划人员要根据ZVS要求挑选磁化电感(LM)。他们还要调理a1、Cr和Lr，以取得抱负的M(f)和频率作业规模。可是，M(f)会随Q改动而改动，而Q又会跟着输出负载(RL)改动而改动。概况请参见图2。
谐振LLC半桥LED的M(f) 改动会使电压环路补偿和变压器挑选变得愈加困难、杂乱和紊乱，由于在规划进程中需求考虑的各种改动实在太多了。
图2 M(f) 随负载而改动
不断改动的LLC增益曲线(M(f))会在反应环路中引起电压操控振荡器(VCO) 的操控问题。VCO一般由一个反应差错放大器操控(EA(参见图 1))。开关频率随EA输出升高而下降以进步LLC增益，并在EA输出下降时增高。抱负情况下，在一个LLC半桥规划中，M(f) 增益需在其最大开关频率下以最小值开端，一起M(f)随频率下降而上升。
正常作业时的抱负M(f)规模为虚线右侧部分(请参见图2)。把这 一区域称作电感区，这时LLC作业在ZVS下。虚线左面为电容区，在该区域内主级开关节点上没有ZVS。在大信号瞬态期间，EA会驱动VCO，要求更低的 开关频率，以进步增益。结果是，M(f)增益作业在虚线左面区域，或许达不到抱负增益，无法满意操控环路需求。
这时，ZVS丢掉，而且反应环路会让LLC操控器一向锁闭在该区域内。现在，反应差错放大器测验要求更低的开关频率，以进步功率级无法到达的增益，由于转换器或许作业在图2中虚线的右边区域。ZVS丢掉时，FET QA和QB耗费更多功率，FET会因过热而损坏。为了避免规划中呈现这种问题，需求对一切M(f) 曲线进行剖析，然后适当地约束最小开关频率(f)，以避免转换器(M(f))作业在图2中虚线的左边区域。
关于要求亮度调理的 LLC 谐振半桥LED驱动器而言，简化规划进程的一种办法是运用一种被称为 PWM 亮度调理的技能。图 3 显现了一个 LLC 转换器的功用原理图，它的 LLC 操控器便运用了这种 PWM 亮度调理技能。在咱们的比如中，本文运用了 UCC25710。
图 3 运用 PWM 亮度调理技能的 LLC 半桥 LED 驱动器。
这种技能运用一个操控 FET QC 的固定低频信号 (DIM)，它以逻辑办法增加至QA 和 QB FET 驱动。DIM 信号为高电平时，LED 背光灯串被操控在某个固定峰值电流 (VRS/RS)。一旦 DIM 变为低电平，QA、QB 和 QC 当即封闭。QA、QB 和 QC 封闭后，LED二极管便中止导电，一起输出%&&&&&%器 (COUT)存储能量，以备按时开端下一个 DIM 周期。更多概况，请参见图 4 所示波形。
图 4 PWM 亮度调理波形
经过调理 DIM 信号的占空比 (D) 完成对均匀二极管电流 (ID) 的调理，然后操控 LED 的亮度。
虽然LLC谐振半桥从主级到次级为 LED 供电，可是负载 (RL) 到LLC传输函数 (M(f)) 仍然稳定，即便 LED 的均匀电流随占空比而改动。
运用固定 RL 且给定 Lr、Cr 和 LM 时，等效反射阻抗 (RE) 稳定，Q 坚持不变。这时仅得到一条 M(f) 曲线，其随频率(请参见图 5)改动，而不受运用变量 RL 的传统 LED 亮度调理办法得到的多条曲线(请参见图 2)的影响。在规划中只处理一条 M(f) 曲线，让环路补偿和变压器挑选变得愈加简略，然后简化规划进程。别的，设置最小开关频率时还需求注意另一条曲线，以保证 ZVS 得到保持。这时，最小f设置为单 M(f) 曲线的峰值(请参见图 5)。
图 5 运用 PWM 亮度调理技能驱动 LED 的 M(f)
规划一个LED驱动用 LLC 谐振半桥转换器并不简略。传统 LLC的dc/dc 增益随负载改动会有较大规模的改动。这就需求对许多条增益曲线进行评价。这让环路补偿和变压器规划/挑选变得愈加杂乱和紊乱。要想简化规划进程，把 LLC 和 PWM 亮度调理技能组合运用是一种较为抱负的挑选。这是由于 LLC 在供能期间会接受固定负载 (RL)，但在亮度调理期间 LED 电流会呈现改动。结果是，LLC 增益改动更小，然后让环路补偿和变压器挑选/规划愈加简略。
