可兼容前后沿切相调光器的LED电源控制芯片iW3610

11.26.2009iWatt可兼容前后沿切相调光器的数字控制芯片iW36101iWattConfidential主要内容照明用LED驱动的要求与挑战iWatt数字控制技术在LED应用中的适用性介绍iW3610芯片对传统切相控制器的检测与调光设计流程问与答2iWattConfidential新的市场要求赋予新的挑战LED产品进入家用照明市场,对驱动器的要求也越来越高:-成本驱动部分成本应该控制在灯泡总成本的15%以下-热、效率LED驱动中的功率损耗也会影响整灯的发光效率和可靠性-可靠性和使用寿命全面的保护：过温保护、过流保护、短路、开路锁定任何情况下单一失效保护尽可能少的元件数目-规范和安全电磁干扰功率因数和谐波隔离与安全-调光性能无视觉闪烁宽调光范围3iWattConfidential可调光LED灯驱动的要求直接取代白炽灯,兼容现有的调光器:-前沿切相调光器，后沿切相调光器，智能调光;-当LED灯不能与某些调光器正常匹配时，LED灯应提供一定的安全保护。传统的调光器用于驱动纯电阻负载，当连接容性负载时，调光器可能无法正常工作-需要提供阻性或者是类阻性的负载使调光器工作;-传统调光器功率都比较大,200W-600W。调光性能-宽调光范围：1%~100%；-无频闪,调光曲线柔和。高可靠性-较低的AC峰值电流;保证可控硅的安全操作-高效率、低纹波电流。4iWattConfidentialLED驱动器产品选型指南iWattDigitalPowerLEDLightingDriverSelectionGuideNon-DimmableDimmableApplications3W10WUpto45WUpto25WLow-powerLow-costSmall-sizeLow-costHigh-hHigh-powerHigh-densityHighPFHigh-PowerDimmableHigh-hMR16,GU10PAR20,T8,T12PAR38,T12PAR20,PAR38PartNumbersiW1696iW1692iW3620iW3610FeaturesSwitchingFrequency45kHz40kHzupto130kHzupto200kHzPackageSOT23-5SOT-23-6SOIC8SOIC8Efficiency65%65%85%85%PowerFactor0.85,SEPIC0.85,SEPIC0.8IsolatedYesYesYesYesPrimary-feedback,No-optoYesYesYesYesDimmingFeaturesDimmertypeLeadingTrailingNo-dimmerunsupportdimmerDimmingschemeHybridDimmingrange1%~100%ProductStatusMPMPMPMP5iWattConfidentialLeadingedgedimmerworkswithincandescence可调电阻VR4和电容C23构成的移相电路。当C23两端的电压达到或超过DIAC(DB3)的击穿电压时，C23电荷通过DB3部分注入TRIAC；TRIAC触发导通。双向可控硅的最低门触发电流（IGT）使双向晶闸管导通。它还要求有一个最低的电流来维持双向晶闸管的导通。当电流低于维持电流时，双向可控硅也会关闭。Holdingcurrentthreshold前沿切相的晶闸管调光器6iWattConfidential后沿切相的晶体管调光器Controlcircuit后沿切相调光器能兼容电子式变压器调光,可匹配容性负载,一般为200W-500W；内有复杂的时基电路控制场效应三极管延迟关断；当后沿切相调光驱动低功率LED时，简单的控制方案很难准确检测到下降沿。LoadX-capControlsignalACinputDimmerphase-cutTrailingedgedimmerworkswithresistanceload7iWattConfidential高效绿色的iW3610应用方案高效率电源转换器:准谐振控制频率高达200kHzChopping-boost:调光器的检测和功率因数校正自适应数字控制多模式操作，优化整机效率低纹波输出，优化LED发光效率。高功率因数和低谐波EZ-EMITM,简化EMI对策小体积高功率密度高精度一次侧CC模式控制,无光电耦合器，无431小容量小体积的输出电容适合球泡和PAR灯泡应用ZerovoltageswitchingZerovoltageswitchingForE27lamp8iWattConfidential高可靠性的iW3610可靠性设计无光电耦合器，iWatt初级反馈控制技术温度超阈值漂流/过温保护/外部NTC应用利于散热的IC封装前沿切相时较低的峰值浪涌电流（1A）多重保护单点故障保护，任何元件的短路，开路LED开路保护、短路保护过温保护，过流保护自适应调光控制前沿切相调光器，后沿切相调光器，智能调光器独特的映射技术匹配达成宽范围的调光输出,1%~100%底部有ThermalpadNTC9iWattConfidentialChoppingCircuitEMIFlybackController典型的iW3610应用电路10iWattConfidential初级侧恒定电流控制LmNpsIpriIsecIpri_pkIsec_pkTrstIpriIsecIoTsrstspsopkpriTTNII2_orOutputcurrentSecondarycurrentPrimarypeakcurrentrstspsssopkiTTNRIV2_Peakvoltageoncurrentsenseresistor控制器检测每一个开关周期Ts和变压器磁恢复时间Trest，然后计算确定下一个周期的Vi_ipk_set11iWattConfidentialiWatt专利的斩波控制调光电路独特的方法来匹配不同的调光器类型,多模式的数字控制为传统的调光器提供类电阻负载,改善输入电流的波形，提高功率因数减少交流输入的浪涌电流12iWattConfidentialACInputFromdimmerVin_signalVin_signalOutput_TR调光器的检测和斩波控制回路D1LcRcBulk–capforfly-backOutput_TRDigitalcontrol13iWattConfidential调光器的检测-启动初始化状态检测:前沿后沿无调光器Trailing-edgeLeading-edgeNo-dimmerFly-backstartworkingConfigurationstateChargeVcccapacitorConfigurationLEDoutputQ1Vin14iWattConfidentialt0Vcross0.1VtcrosstperiodTperiodTcrossphaseDimmer_21__KKphaseDimmerratioDAdjusttheAmplitudeofPeakCurrentSensevoltage调光器切相位检测及调光输出024681012DimmergraduationLEDCurrent(mA)ClipsalNikoLEDCurrent调光应用曲线15iWattConfidential不同模式下斩波电路工作状况Leading-edgedimmersTrailing-edgedimmersNodimmerspresentInputcurrentInputvoltageChoppingcontrolImprovethesharpofcurrentPF0.7-0.916iWattConfidential温度保护及自适应的温度平衡控制NTC•如果温度达到过温保护设定的阀值A，LED电流将线性减少,以重新达成热平衡•如果温度继续升高，接近过温保护设定的阈值B，LED电流将下降至10％•根据选择合适的NTC阻值来设置过温保护动作点LED电流温度保护点Vt管脚电压AB17iWattConfidential低峰值的交流浪涌电流,保护晶闸管ToVinFromOutput_TREMIfilter•双向晶闸管和一些半导体的承受高峰值电流能力差•双向晶闸管90’C导通的时候，输入交流峰值电流最高•高dv/dt将导致很高的峰值电流•合理的设置Bulk电容的容量，有助于限制峰值电流Delta_VTRIACfireonValleyonbulk-cap*Withoutbulk-cap,thevalleyvoltageis0-30VVinVbulk-capWithbulk-capIpeakisaround1AWithoutbulk-capIpeakisaround2-5A18iWattConfidential主要设计参数确定_调光检测1.设定Vin电阻2.选择Bleeder电阻R43.选择斩波电感LcVin100-120Vac:270-390OhmVin220-240Vac:470-560Ohm调光效率功率因素设计要求120Vac230Vac4-6WPF0.73-4mH4-5mH4-6WPF0.852-3mH3-4mH8-10WPF0.72-3mH3-4mH12-15WPF0.72-3mH4-5mH功率因素效率EMI*详情请参考iWatt的应用参考19iWattConfidential主要设计参数确定_恒流输出反激变换4.选择变压器,确定圈比Nps,电感量Lm及圈数Np功率体积效率成本•磁芯大小类别功率输入输出电压开关管整流二极管电压电流参数•圈数比工作频率磁通量•电感量和圈数5.决定电流取样电阻电流取样R=Ntr*Kcc*ηpxfm/2/Iout_max6.计算电压反馈电阻LED电压VCC电压OVP保护点•确定VCC绕组圈数,Vcc:12-15V•OVP保护点,1.2-1.5xVout_max*详情请参考iWatt的应用参考20iWattConfidential现有的调光应用设计ForE27&BulbForBulb&PAR20PAR30ForPAR3821