要用LED作照明光源就要解決首要的電源驅(qū)動(dòng)問(wèn)題。

針對(duì)消費(fèi)類(lèi)的面板燈、筒燈、投射燈等LED照明方案，機(jī)智的英飛凌工程師基于PFC + 數(shù)字DC~DC恒流的想法，設(shè)計(jì)了一個(gè)高效率、高彈性、高安全性的解決方案。

1 PFC功率因數(shù)校正

PFC，是指功率因數(shù)校正。功率因數(shù)可以衡量電力被有效利用的程度，當(dāng)功率因數(shù)值越大，代表其電力利用率越高，好的驅(qū)動(dòng)電源PF值可以做到0.95以上。比如，在一些電源的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是歐洲，對(duì)電源有功率因數(shù)的要求，以降低對(duì)電網(wǎng)的干擾。

對(duì)比到LED，要做到高效、節(jié)能、環(huán)保，在驅(qū)動(dòng)電路使用PFC就必不可少！針對(duì)PFC的功能，工程師挑選了功率因數(shù)校正轉(zhuǎn)換器TDA4863-2，最直接的作用是交流電源輸入、變換為直流電源輸出。

TDA4863-2典型應(yīng)用

PFC這邊的MOSFET，則挑選了IPD80R2K8CE，其作為800V CoolMOS CE系列的產(chǎn)品，是具有800伏擊穿電壓的英飛凌高性能器件。該器件根據(jù)超級(jí)結(jié)(SJ)原理設(shè)計(jì)而成，在不犧牲易用性的同時(shí)，提供了快速開(kāi)關(guān)型SJ MOSFET的全部?jī)?yōu)點(diǎn)。

IPD80R2K8CE的優(yōu)點(diǎn)：

1）高效率和高功率密度

2）卓越的性價(jià)比

3）高可靠性

4）易于使用

2 數(shù)字DC~DC直流降壓

數(shù)字DC~DC，簡(jiǎn)而言之，就是數(shù)字化的直流電源降壓器，并設(shè)計(jì)為一個(gè)恒流源，提供輸出電流控制。在綜合了各方面的考慮后，工程師挑選了ILD2111做直流降壓控制器，MOSFET采用了IRFR120N。

英飛凌的ILD2111是一款高性能可配置的數(shù)字化降壓（Buck）控制器，設(shè)計(jì)成恒流源與智能輸出電流調(diào)節(jié)，可針對(duì)10至150 W的LED驅(qū)動(dòng)提供輸出電流控制。因此，這款控制IC可滿足不同消費(fèi)類(lèi)LED照明的需求。

ILD2111只需少量外部元件。輸出電流可由電阻輕松且準(zhǔn)確地設(shè)置，并且兼容LEDset接口。這款控制IC能實(shí)現(xiàn)低至1%的無(wú)閃爍PWM調(diào)光。它還可以自動(dòng)選擇工作窗口，從而根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率和輸出電流紋波以最佳方式對(duì)不同負(fù)載進(jìn)行穩(wěn)壓。控制器的輸出電壓為15到55 VDC。此外，大量的用戶可配置保護(hù)功能，包括欠壓和過(guò)壓、短路、過(guò)流或過(guò)溫等等保護(hù)。

ILD2111管腳圖示

而IRFR120N，則是較為普遍的N溝道功率MOSFET，十分簡(jiǎn)單易懂，這里就不詳述了。

至此，上述提及的四樣核心器件就準(zhǔn)備完畢了！接下來(lái)請(qǐng)看工程師們?nèi)绾尾俚峨娐穲D設(shè)計(jì)。

該方案使用的英飛凌物料清單

3 強(qiáng)大的設(shè)計(jì)nice design

抱著點(diǎn)亮萬(wàn)家燈火的理想，工程師們經(jīng)過(guò)了無(wú)數(shù)日夜的思索、設(shè)計(jì)與修正，一次次的調(diào)試、測(cè)量與檢驗(yàn)；終于，我們的方案出爐了。

此方案由兩級(jí)組成，前級(jí)是TDA4863-2作為控制器的單級(jí)PFC反激實(shí)現(xiàn)的恒壓電路，具有穩(wěn)定可靠的特點(diǎn)，高PF，低THD。后級(jí)是英飛凌創(chuàng)新的數(shù)字控制DC/DC控制器ILD2111的恒流電路。

20W PFC+數(shù)字DC/DC恒流LED驅(qū)動(dòng)方案

方案實(shí)物圖

該電路可用電腦通過(guò)UART接口配置重要參數(shù)，支持電阻設(shè)置多達(dá)16檔輸出電流，支持外部PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)光，并能運(yùn)行在連續(xù)導(dǎo)通模式，自動(dòng)選擇最佳開(kāi)關(guān)頻率匹配輸出電流紋波，達(dá)到最高效率。同時(shí)具備過(guò)載、開(kāi)路、短路以及智能過(guò)溫保護(hù)功能，使得安全性也得到了保障。

該驅(qū)動(dòng)方案的整體性能指標(biāo)

從上圖，我們可以看到整機(jī)效率達(dá)到82%，總諧波失真<15%，表明這是具有實(shí)用價(jià)值的方案。這無(wú)疑也是一種高擴(kuò)展性的方案，有利于驅(qū)動(dòng)電源的平臺(tái)更集中。如果你有想法，不妨嘗試從該方案入手，再進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷摹?/p>