LED電源解決方案:控制正向電流

　　電流控制是這個平臺的與眾不同之處。該解決方案利用微控制器外設(shè)(高分辨率定時器和快速模數(shù)轉(zhuǎn)換器)來管理電流控制過程。

　　觸發(fā)器/時鐘控制器是定時器架構(gòu)的組件之一，模數(shù)轉(zhuǎn)換器觸發(fā)電路是觸發(fā)器/時鐘控制器內(nèi)置的一個特殊功能，通過TRGO信號可以管理模數(shù)轉(zhuǎn)換器的四個觸發(fā)信源事件 (Reset, Enable, Up/Down, Count)。

　　在這個架構(gòu)內(nèi)有一個與PWM周期中心對準(zhǔn)的三角形載波，當(dāng)達到最大計算值時，該三角形載波利用TRGO信號觸發(fā)模數(shù)轉(zhuǎn)換器，這個最大值正好是導(dǎo)通時間(Ton/2)波形周期的中間。

　　如果能夠保證連續(xù)導(dǎo)通模式運行，這個觸發(fā)操作與隨后的模數(shù)轉(zhuǎn)換過程將會計算出均流值，而不是在電流增大期間通過軟件處理過程來估算均流，如圖2b所示。

　　圖2:a) 在導(dǎo)通期間(Ton)的LED電流; b) 在Ton/2期間的模數(shù)轉(zhuǎn)換器觸發(fā)操作

　　這個觸發(fā)功能嵌入在定時器架構(gòu)內(nèi)，因為在轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)能夠用于電流回路通過標(biāo)準(zhǔn)PI控制器調(diào)整電流前，轉(zhuǎn)換操作都是由軟件管理的，所以不會給CPU增加負荷。

　　此外，Ton/2電流值不受開關(guān)操作的影響(圖3a)，因為沒有阻容濾波器引起的延時，所以電流檢測精度不再是問題。具有PWM調(diào)光功能的電流調(diào)整波形如3b所示。

　　圖3:a) LED電流(綠色波形)和并聯(lián)變阻器上的電壓(紫紅色波形); b) LED燈串上的均流控制

　　一旦轉(zhuǎn)換操作結(jié)束，電流控制立即逐個通道地每3個PWM周期執(zhí)行一次轉(zhuǎn)換結(jié)束中斷服務(wù)處理程序(End Of Conversion Interrupt Service Routine)，以確保適合的控制器帶寬。為最大限度地減少因控轉(zhuǎn)換時間造成的通道之間電流失匹，當(dāng)控制器對其中一個通道進行轉(zhuǎn)換和調(diào)整操作時，同時還利用不同的采樣時間控制其余的通道。

　　為了在白天改變輸出光通量，調(diào)整照明系統(tǒng)的總體亮度，該平臺還在LED整流電路內(nèi)增加調(diào)光功能。

　　為了全面地分析采用反向降壓轉(zhuǎn)換器拓撲實現(xiàn)的數(shù)字電流控制器，圖4對能效與電流負載進行了對比分析。在全負載時，四條通道可實現(xiàn)97%的總能效，這可滿足主要的節(jié)能要求。

　　圖4：能效

　　最后，過壓保護、過流保護和LED短路保護(有維修人員檢修的應(yīng)用情景)進一步完善了這個街道照明平臺的性能和市場競爭力。該平臺的優(yōu)點包括：可以輕松實現(xiàn)1到16路輸出通道，用軟件和靈活的數(shù)字控制器控制的1W、3W或大功率LED的電源模塊，為可調(diào)光的多燈串架構(gòu)的高能效街道照明系統(tǒng)提供最佳的解決方案。