Marvell全新带PFC的反激型LED电源控制器

概述

       LED电源控制器是LED照明应用的关键器件之一。Marvell公司的88EM8080/81器件是一个带功率因素校正（PFC）的反激型高性能LED电源控制器。本文结合先进的固态（SS）照明器件解决方案，介绍新一代照明电源技术。重点聚焦单级PFC反激变换器的性能、特点和应用上的优势。随着国内快速发展LED照明应用产品，LED产业链的上游产品控制器芯片必定会得到越来越多的重视。

拓扑

      Marvell公司的88EM8080/81器件是通过独特的数字信号处理器（DSP）技术设计的解决方案。相对于复杂的双级AC/DC电源变换器，反激PFC（隔离buck/boost）拓扑技术是一种简化了电路技术的隔离PFC转换级。在LED照明应用中，单级隔离的PFC转换相比双级的性价比更好。图一为传统的双级电源变换器与单级解决方案比较的示意图。

     

                           图一. 传统的双级电源变换器与单级解决方案比较

       该芯片对PFC应用的控制算法采用平均电流模式控制（ACMC），因而具有低谐波失真和较强的噪声抑制功能。芯片具有固定的工作频率，按照型号不同其分别为60 KHz (88EM8080)和120KHz (88EM8081)。

特点

       带PFC的反激型LED电源控制器具有以下特点：

      •独有的DSP控制策略

      •连续电流模式（CCM）或断续电流模式（DCM）工作

      •自适应环路控制，在宽范围输入电压和低负载条件下获得高功率因数和低谐波失真

      •外围元件最少数量

      •欠电压锁定（UVLO）

      •过压保护（OVP）

      •过热保护（OTP）

      •输出高精度恒流控制

优点：

       单级AC/DC变换器固态（SS）照明体系结构如图二所示。

     

      图二. 单级AC/DC变换器固态照明体系结构示意图

       该固态照明控制器的优点可描述如下：

      1．单级PFC

      单级隔离的PFC转换相比双级的结构既简化了系统设计，又降低了成本，所以性价比高。芯片对PFC应用的控制算法采用平均电流模式控制（ACMC），从而带来低谐波失真和增强噪声抑制的好处。8管脚的SOIC封装则进一步节省了电路板的空间。

      2．数字信号处理（DSP）技术

      器件采用数字信号处理技术，从而具有数字化智能型， 高可靠性， 并可以很快地根据需求增加新的特性。

      3．自适应环路控制

      PFC中采用自适应环路控制尚属首创，受益于现代数字控制技术。由于采用自适应反馈环路控制，所以可以在很宽范围输入电压和低负载条件下获得高功率因数和低谐波失真THD。反馈环路的原理是让电源控制系统检测并调节输出电流，跟踪符合设计要求的参考LED电流。它还检测并调节原边输入电流信号，跟踪正弦电流参考值，从而实现功率因素修正。Marvell专用的自适应环路控制能在高输入电压和低负载条件下达到高功率因素。效率高达85-88%。芯片还提供足够的开关器件驱动能力，使得高频LED电源系统能够获得较高的转换效率。

应用

       带PFC的反激型LED电源控制器可为用户的LED照明应用提供最小的尺寸，最低的系统成本，最小的谐波失真THD和最好的功率因素PF。基于反激拓扑的88EM8080/81适用于高性能、低成本、带PFC的LED照明系统。该器件作为电源控制器可用于商用或家用各种应用场合的带PFC反激式变换器解决方案， 这无疑是固态LED照明和绿色能源需求理想的选择。