雙極多串LLC拓樸架構(gòu)簡介

　　他繼續(xù)分析：傳統(tǒng)拓撲架構(gòu)的缺點，首先它的成本非常高，因為它帶有PFC、LLC電路，還有多串高壓Buck(輸入電壓是54V)，高壓DC/DC成本是非常高的，每一串都需要一個。現(xiàn)在的路燈電源實際上是4—12串，也就是說你需要4—12串的Buck電路，有非常多的器件。

　　第二是效率非常低，從我們的經(jīng)驗來看，它的效率應(yīng)該是在88%左右。第三是可靠性非常差，因為實際應(yīng)用中每一串都需要一個Buck，PFC、LLC電路，整個電路由許多組件構(gòu)成，導(dǎo)致可靠變變差。

　　最后一個，也是很重要的一個，就是這種傳統(tǒng)架構(gòu)的EMI問題也非常嚴重。因為每一串Buck開關(guān)頻率沒有進行同步，串與串之間有相互的干擾。“我在客戶那兒看到，每一串輸出的時候加了一個共模電感，共模電感一方面增加了成本，另外在可靠性上面也會產(chǎn)生影響，所以，EMI是一個很大的問題，原因是每一串DC/DC目前很難做到同步，因為整個有4—12串的LED在上面。”劉學(xué)超說道。

　　針對這種情況，TI的專家在2008年底提出一個拓撲架構(gòu)：直接恒流，一個變壓器驅(qū)動多串LLC。相對于傳統(tǒng)的架構(gòu)，效率提升至93%。不過，由于當時采用了三級多串變壓器架構(gòu)，還是需要三個IC：一個PFC，一個BUCK，一個PWM，成本并沒有明顯降低。

　　現(xiàn)在，這顆UCC25710出來，改為雙級多串變壓器架構(gòu)，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(qū)動電流。

　　所以，大功率LED照明的新型雙級多串LLC架構(gòu)的優(yōu)勢可以總結(jié)為以下四點：

　　第一是效率提升，這個新的拓撲架構(gòu)實際總體效率可以達到92%。

　　第二是成本很低，因為不需要每一串DC/DC的降壓，TI用一串變壓器可以驅(qū)動兩串LED，兩串變壓器可以驅(qū)動四串LED，采用的變壓器都是傳統(tǒng)的變壓器，成本遠遠低于用恒壓的DC/DC對每一串進行驅(qū)動。“實際上，我們是省掉了一個恒壓模塊。”劉學(xué)超稱。

　　第三，它的元器件非常少，所以它的可靠性很好，把恒壓和恒流整個集成在一個模塊上，而不是兩個，使得可靠性得到提升。“此外，目前傳統(tǒng)的方案用的電容更多，因為每串DC/DC都需要電容，PFC也是電容，LLC也是電容。電容損壞也是影響LED路燈可靠性的一個重要因素。這個架構(gòu)的電容數(shù)少，沒有LLC、DC/DC電容，所以可靠性提升。”

　　第四，EMI問題減小，設(shè)計更簡單。電路沒有多串的DC/DC，只需要一個諧振半橋做出驅(qū)動，這樣可以非常容易地得到EMI設(shè)計。“我們在這個板子上有傳導(dǎo)的實驗，這個板子設(shè)計好以后基本上就可以通過傳導(dǎo)的測試，我個人認為，由于LLC電路本來的特點是非常好的EMI，性能非常好的一個電路，這相對于傳統(tǒng)拓撲架構(gòu)來說，EMI是非常好的。”他稱。

　　此外，該電路可以兼容調(diào)光，還可以配合TI的無線Zigbee進行調(diào)光，因為IC是放在側(cè)邊或模擬調(diào)光，對LED整串進行調(diào)光，來實現(xiàn)整體PWM或模擬調(diào)光。

　　“這個架構(gòu)里的技術(shù)關(guān)鍵是一個變壓器驅(qū)動兩串LED，兩個變壓驅(qū)動四串LED，這樣成本下降了，可靠性也提升了。”劉學(xué)超說道，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)，如果逆時電感足夠得大，耦合到側(cè)邊IP1就等于IP2，IS1…如果扎比相同的話，它是一個扎比的關(guān)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持平衡方式來得到很好的電流的平衡度，理論上來說這是非常簡單的理論，但我們把它用在LED的驅(qū)動電流上。