LD7841 PSR CV方案的照明作用
品慧电子讯自LED光源进入通用照明领域，逐渐取代传统光源，日益占据照明的核心领域。其除了耗能少、无污染、不含汞、寿命长等优点外，可控性强是别于传统光源的鲜明特点。随着LED照明技术的应用成熟，可进行调光调色的特性使灯具不再只是照明的工具而已，它更能因应需求营造不同的灯光效果。此外，它与物联网、智能控制领域高度的契合性在照明技术成熟的当前得以充分表现，也让智慧照明蓝海市场变为现实。
自LED光源进入通用照明领域，逐渐取代传统光源，日益占据照明的核心领域。其除了耗能少、无污染、不含汞、寿命长等优点外，可控性强是别于传统光源的鲜明特点。随着LED照明技术的应用成熟，可进行调光调色的特性使灯具不再只是照明的工具而已，它更能因应需求营造不同的灯光效果。此外，它与物联网、智能控制领域高度的契合性在照明技术成熟的当前得以充分表现，也让智慧照明蓝海市场变为现实。
随着LED照明应用广泛，所以为了有健康舒适的照明环境，法规对LED灯具性能要求也越来越严格；在LED灯具初级阶段，为了满足PF与THD，考虑成本，室内照明大部分架构采用单级PFC，所以工频纹波很大，采用手机拍摄有明显看到水纹波，而此频闪对人体产生的影响也逐步引起的重视。为了满足无频闪要求，最初都是输出通过加去频闪电路，但此电路弊端就是损耗效率，输出电流越大，损耗越大，导致应用上的限制；另外若采用PFC+反激两级式电路，可以满足高PF与低纹波，但成本高；相对前面两种架构，PSR CV+DC-DC这种架构应用而生，在既可以满足高PF与低纹波情况下，成本上也介于二者之间，而随着智能照明的兴起，此设计优势更加明显，主要原因是待机时调光模块供电及同时可支持多路DC-DC输出（如图一）。
图一 PSR CV+DC-DC（MCU Dimming Control）
近期欧盟也因应智能调光的广泛也发布了新版谐波电流发射标准EN IEC 61000-3-2:2019,欧洲电工标准化委员会（CENCLEC）网站最新信息，該版本最快将于2022年3月1日替代目前使用的版本IEC 61000-3-2:2014。其主要是照明设备要求有较大的差异，此标准适用于连接到公用电力系统的每相额定输入电流不大于16A的设备，与旧版标准相比，标准中主要变化如下：
1. 更新额定功率≤25W的照明设备的谐波电流发射限值，以考虑新型照明设备
2. 增加5W分界线，照明设备小于5W无谐波电流发射限值
近年来随着智能照明系统兴起，光源可以进行调光调色，从而新标准规定了5W≤P≤25W照明设备需要增加谐波电流测试，涵括产品类别非常广泛，包括橱柜灯，球泡灯，调光型小夜灯等小功率的LED灯具。
通嘉PSR CV方案-LD7841
通嘉开发了新一代高功率因数原边反馈恒压方案LD7841,它采用变化导通时间及限频操作模式，使系統輕易達到相關要求；输出电压采用原边回授并做膝点取样，让输出电压更加精准；為了全电压范围开机时间小于0.5秒要求, 内置高压启动及采用软启动逻辑，使输出电压开机期间无过冲现象；新型THD补偿机制及导通时间監控，使系统能维持高功因（PF>0.9）及低电流谐波（THD<20%）并维持待机时功耗小于0.5W等电气要求；另外, LD7841具有完善的保护功能，包括BNI/BNO, VCC OVP, FB OVP, OLP, OSCP, SDSP..等，典型应用如下：
图二 典型应用
LD7841 恒压软启动工作逻辑
CH1:VVCC,CH2:VCOMP,CH4:VOUTPUT
图三 VREF启动时序
当VCC > UVLO_ON时，IC确定IC内部各个逻辑正常后，COMP pin电压迅速爬升至VCMP_OPEN=4.7V，Ton开最大打出能量，让输出电压迅速建立，此时内部VREF基准电压限制为3.2V，当VFB检测电压为3.2V时，COMP pin电压迅速下拉，回授开始建立，震荡时间在190mS以内，VREF基准电压从3.2V慢慢上升到3.5V，时间持续300mS,回授逐渐稳定，从而实现VREF基准软启动，让输出电压无过冲现象。
LD7841 QR,QR-DCM,DCM混模工作模式
（a）
（b）
（c）
（d）
图四 工作模式
1. TFL=1/FSW_LIMIT,TO1=~5uS. And TO2=~(TFL+125uS)。
2. 通过检测FB pin不同上升VFBR电压，IC可以工作QR或者DCM；如果QRD信号触发在TO1时间后但TO2时间前，IC直接在第一个谷底导通，如图四（a）所示。
3. 如果QRD信号触发在TFL结束前，此时QRD触发IC不会打开MOS，等到TFL结束QRD信号再次触发，MOS会在TO1时间内谐振谷底导通，如图四（b）所示。
4. 如果QRD信号在TFL结束前都没有触发，等TO1时间结束后MOS直接导通，如图四（c）所示。
5. LD7841在一个半波内可能会工作在QR，QR-DCM，DCM三种模式，通过混模及限频方式可以改善重轻载效率，如图四（d）所示。
LD7841功能及应用说明
FB (Pin1)功能: 输出电压侦测、QR切换侦测、最大导通时间设定、过电压/欠电压保护，附加IC脚断路及开路保护
1. 输出电压侦测
图五 FB电压侦测
当二次侧电流刚好泄放到零时，一次侧谐振开始，通嘉通过引入膝点侦测技术，FB取样转折点波形电压并保持到下一个开关波形，这样可以消除变压器电流对二次侧整流管VF受顺向电流大小而影响，计算公式如下：
2. QR切换侦测
图六 ZVS侦测
VFB检测到辅助绕组电压，当电压下降低于VQRD时，变压器电流降到零，QRD信号触发，驱动会打开MOS。
3. 最大导通时间设定
图七 Ton MAX设定
当VCC ≧ UVLO_ON及BNI已经触发时，LD7841内部吐出恒流源并延时一个时间检测通过RFB_T产生的电压来设定最大導通時间，设定参考表一：
表一 最大Ton时间设定
LD7841操作時會通过侦测HV Pin改变最大导通时间值进而补偿COMP pin 位准，补偿电压范围在100VDC-420VDC，计算公式：
4. 过电压保护
CH1:VVCC, CH2:VCOMP, CH3:VFB, CH4:VGATE
图八 FB OVP保护，OVP限值通过Rcs设定
在正常工作时如果RFB_UP电阻短路或者RFB_DOWN电阻开路，一旦VFB电压高于VFB_OVP_0（典型值4.0V）或者VFB_OVP_1（典型值4.2V），并连续检测到4个周期，LD7841会触发过电压保护并立即关断驱动至IC重新启动1次后再触发保护，直到故障解除。
欠电压保护
结论
本文主要讲解了通嘉新一代原边反馈恒压方案LD7841，它采用SOP-8封装，拥有快速启动、高效率、高PF、低THD等优点；采用膝点侦测技术让输出电压更加准确，而IC本身拥有很多的保护功能，能够让系统在异常发生时及时提供保护。透过以上的介绍，让电源设计者对LD7841使用时更加熟悉跟了解，如有更进一步的需求及想法，欢迎跟通嘉科技联络。
（来源：END,作者：通嘉FAE–郭龙剑）
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