下载文档原格式
NXP SSL4120 90W LED照明解决方案NXP公司的SSL4120是集成了PFC控制器和半桥谐振转换器(HBC)控制器的电源控制器,能以上转换器来驱动分立MOSFET和谐振半桥配置来驱动两个分立功率MOSFET,火线电压从85 V到305 V(AC),主要用在25 W到400 W之间的电源.本文介绍了SSL4120主要特性和优势,框图和应用电路,以及90W演示板SSL4120DB1123主要特性和优势,技术指标和框图,电路图,材料清单和PCB设计图.The SSL4120 integrates a Power Factor Corrector (PFC) controller and a controller for a Half-Bridge resonant Converter (HBC) in a multi-chip IC. It provides the drive function for the discrete MOSFET in an up-converter and for the two discrete power MOSFETs in a resonant half-bridge configuration.Efficient PFC operation is achieved by implementing functions for Quasi-Resonant (QR) operation at high-power levels and QR with valley skipping at lower power levels. OverCurrent Protection (OCP), OverVoltage Protection (OVP) and demagnetization sensing ensure safe operation under all conditionsThe HBC module is a high-voltage controller for a zero-voltage switching LLC resonant converter. It contains a high-voltage level shift circuit and several protection circuits including OCP, open-loop protection, capacitive mode protection and a general purpose latched protection input.The high-voltage chip is fabricated using a proprietary high-voltage Bipolar-CMOS-DMOS power logic process enabling efficient direct start-up from the rectified universal mains voltage. The low-voltage Silicon-On-Insulator (SOI) chip is used for accurate, high-speed protection functions and control.The SSL4120 controlled PFC circuit and resonant converter topology is very flexible. It can be used for a broad range of applications over a wide mains voltage range. Combining PFC and HBC controllers in a single IC makes the SSL4120 ideal for controlling compact power supplies in lighting applications, such as LED ing the SSL4120, highly efficient and reliable power supplies providing over 100 W can be designed easily which use the minimum of external components.SSL4120主要特性和优势:一般特性:Integrated PFC and HBC controllersνUniversal mains supply operation from 85 V to 305 V (AC)νHigh level of integration resulting in a low external component count and a costνeffective designEnable input to enable only the PFC or both the PFC and HBC controllersνOn-chip high-voltage start-up sourceνStand-alone operation or IC supplied from external DC sourceνPFC控制器特性:Boundary mode operation with on-time controlνValley/zero-voltage switching for minimum switching lossesνFrequency limiting to reduce switching lossesνAccurate boost voltage regulationνBurst mode switching with soft-start and soft-stopνHBC控制器特性:Integrated high-voltage level shifterνAdjustable minimum and maximum frequencyνMaximum 500 kHz half-bridge switching frequencyνAdaptive non-overlap timeνBurst mode switchingν保护特性:Safe restart mode for system fault conditionsνGeneral latched protection input for output overvoltage protection or externalνtemperature protectionProtection timer for time-out and restartνOvertemperature protectionνSoft (re)start for both controllersνUndervoltage protection for mains (brownout), boost, IC supply and output voltageνOvercurrent regulation and protection for both controllersνAccurate overvoltage protection for the boost voltageνCapacitive mode protection for the HBC controllerνSSL4120应用:The IC is used in all LED lighting applications that require very efficient, low Total Harmonic Distortion (THD), high Power Factor (PF) and a universal mains input voltage. The SSL4120 provides a cost-effective power supply solution between 25 W and 400 W.图1.SSL4120框图图2.SSL4120应用电路图演示板SSL4120DB1123-90W 1.9A CC调光LED驱动器The SSL4120DB1123 demo board is a dimmable LED driver example using a PFC and an LLC stage. This manual describes the specification and use of the SSL4120DB1123 board.图3.演示板SSL4120DB1123框图演示板SSL4120DB1123主要特性和优势:• Efficient PFC and LLC topology• Large input voltage range• Short turn-on delay time• Low mains current harmonics• LLC stage with large output voltage range• Dimmable• Single layer PCB 146 x 60 mm, wave soldering演示板SSL4120DB1123主要指标:图4.演示板SSL4120DB1123外形图图5.演示板SSL4120DB1123电路图:火线输入和PFC级图6.演示板SSL4120DB1123电路图:LLC级和LED输出图7.演示板SSL4120DB1123 PCB顶层元件布局图图8.演示板SSL4120DB1123 PCB底层铜线和元件布局图演示板SSL4120DB1123材料清单:。
NXPSSL210923WLED驱动解决方案/aLED title=LEDLED title=LEDLED 驱动器,采用恒流(CC)驱动,而SSL2109参考板UBA3070 能工作在230V(50Hz)或120 V (50 Hz 或60 Hz) 火线电压.本文介绍了UBA3070 参考板指标,电路图,材料清单和PCB 布局图.This document describes the performance, technical data and the connection of theSSL2109 reference board. The SSL2109 is an NXP Semiconductors controller IC intended to provide a low cost, small form factor LED driver. The reference board is intended to operate at 230 V or 120 V (AC), using an output voltage of 30 V or greater.The board is optimized for a 230 V (50 Hz) or 120 V (50 Hz or 60 Hz) mains supply. In addition to the mains voltage optimization, the board is designed to work with multiple LEDs or an LED module with a high forward voltage. Mains connection of the referenceboard is different from other general evaluation/reference boards. Connect the mains to the screw connector J6.The SSL2109 is a highly integrated switching mode LED controller which enables Constant Current (CC) driving from the mains input. It is a solution for small to medium LED retrofit lamp application, especially for low-power factor design. The SSL2109 is a buck converter controller suitable for non-isolated, non-dimmable LED retrofit lamps. It can drive long LED strings with, typically 70 V forward voltages. The SSL2109 is intended to operate with higher output voltages, as in modern LED modules.图1.SSL2109 UBA3070 参考板外形图:顶视图图2.SSL2109 UBA3070 参考板外形图:底视图。
六问六答了解SSL2101经典应用方法SSL2101是NXP恩智浦的一款经典LED电源解决方案。
在目前的LED照明市场上，此款产品仍旧是受到广大设计者们的欢迎，是较为热门的主流型号。
本文将对这款主流的LED解决方案的典型应用电路进行分析，通过一些小问题来剖析其中的设计思路，发现其中的设计亮点。
图1SSL2101应用结构 1、该芯片采用SOP16封装，并没有采用SSOP或MSOP的小封装，这是为什幺？ 这样做的原因是方便生产，密脚会导致生产不良率增高；可以保证芯片管脚的间距够大，在板上某些位置会有超过400V的高压，如果是密脚在潮湿等情况下有机会产生漏电。
2、R12、R13、R14组成的输入电流检测电路细节考虑为何如此周到？ 此设计是为了兼容可控硅调光器，设计原理是检测输入电流，如果电流偏小，就打开假负载让输入电流增大，具体点就是芯片检测的其第10脚上的电压，如果电压高于-100mV就认为输入电流偏下，打开假负载。
注意电流方向，在R12上面是从右往左流，这样输入电流越大，第10脚上的电压就越低，当没有电流时，第10脚上电压为0。
3、按照人们的检验检测经验来看，一般都是检测对地的正电压，检测负电压，内部电路肯定要复杂一些，NXP为什幺不把地放在RGND位置？ 如果是检测正电压，芯片的地就是RGND位置，R12阻值为22欧，流经其上面的电流会变化，如果峰值电流达到0.2A，其上面的电压就会有0.2A*22R=6.6V，这样有机会导致其它位置电压变化波动，所以用RGND做地不可取。
4、为什幺第10脚需要R13和R14两个电阻呢？现在电路直接将第10脚接到R12的左边把R12阻值变为现在一半不就可以了？ 实际上，已经有很多设计者使用这种方法进行处理了，另外两个电阻用100K应该是其到安全电阻的作用，在意外状况下可以保证即便有外部高压，也会因为安全电阻的作用电流小而不会烧坏芯片。
5、如此多的引脚接地，不浪费吗？ 也有好多朋友指出了可能原因：便于散热；便于PCB走线；便于降低VREF杂讯；便于流过更大的电流。
基于直流电源和交流电源的LED调光技术详解作者：茅于海作为一种光源，调光是很重要的。
不仅是为了在家居中得到一个更舒适的环境，在今天来说，减少不必要的电光线，以进一步实现节能减排的目的是更加重要的一件事。
而且对于LED光源来说，调光也是比其他荧光灯、节能灯、高压钠灯等更容易实现，所以更应该在各种类型的LED灯具中加上调光的功能。
第一部分采用直流电源LED的调光技术一．用调正向电流的方法来调亮度要改变LED的亮度，是很容易实现的。
首先想到的是改变它的驱动电流，因为LED的亮度是几乎和它的驱动电流直接成正比关系。
图1中显示了Cree公司的XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的关系。
图1. XLampXP-G的输出相对光强和正向电流的关系由图中可知，假如以350mA时的光输出作为100%，那么200mA时的光输出就大约是60%，100mA时大约是25%。
所以调电流可以很容易实现亮度的调节。
1.1 调节正向电流的方法调节LED的电流最简单的方法就是改变和LED负载串联的电流检测电阻（图2a），几乎所有DC-DC恒流芯片都有一个检测电流的接口，是检测到的电压和芯片内部的参考电压比较，来控制电流的恒定。
但是这个检测电阻的值通常很小，只有零点几欧，如果要在墙上装一个零点几欧的电位器来调节电流是不大可能的，因为引线电阻也会有零点几欧了。
所以有些芯片提供一个控制电压接口，改变输入的控制电压就可以改变其输出恒流值。
例如凌特公司的LT3478（图2b）只要改变R1和R2的比值，也可以改变其输出的恒流值。
（a）（b）图2. 输出恒流值的调节1.2 调正向电流会使色谱偏移然而用调正向电流的方法来调亮度会产生一个问题，那就是在调亮度的同时也会改变它的光谱和色温。
因为目前白光LED都是用兰光LED激发黄色荧光粉而产生，当正向电流减小时，蓝光LED亮度增加而黄色荧光粉的厚度并没有按比例减薄，从而使其光谱的主波长增长，具体实例如图3所示。
88EM8183:10W反激TRIAC调光LED驱动方案Marvell 公司的Marvell88EM8183，是深调光单级AC/DC LED 驱动器集成电路，可用于离线可调光LED 照明。
通过Marvell 的创新混合信号架构和信号处理技术，88EM8183 可以提供全范围调光，可编程深调光可达1％，并具有最高的兼容性，兼容所有类型的断相调光器，包括，先进的（TRIAC），和后缘及特殊（SMART）调光器。
它也显着降低了外部元件使用量，因此，使用电路板的空间要小于市场上其他可调光LED 驱动器，可用于绝大多数外形的，照明灯和灯具的OEM 和ODM 的照明。
88EM8183 采用了准谐振控制（QRC）和谷开关的方法，功率因数校正（PFC）最高为90％，功率因数0.95 以上及低于20％的总谐波失真，使得OEM 和ODM 照明轻松超过能源之星，和其他法规的要求。
此外，88EM8183 IC 支持通用AC 输入，和广泛的LED 输出功率（几瓦到100W）。
这种特性使得OEM 和ODM 照明大幅降低了设计上的难度，提高了运营效率（采用产品平台的方法），从而降低了LED 灯和灯具SKU 数量，并简化了库存管理。
图1 88EM8183 典型应用电路88EM8183 主要特性•较高的行业调光器兼容性–兼容绝大多数的墙框调光器–完全符合NEMA 的SSL6 调光标准•较佳的调光性能–白炽灯般的调光：下至1％深度调光，无频闪无微光•效率高达90％•功率因数0.95•低总谐波失真20％•较低的元件数量–无需光耦和次级反馈电路–无需启动电源电路–无需调光器分压电路•在同级中较小的驱动器PCB 空间，适合大部分更换灯泡的尺寸88EM8183 应用•翻新A19，GU - 10，PAR 和BR 灯•向下筒灯，嵌壁式凹进灯，troffer 和面板灯•LED 模块单级反激(A19)TRIAC 调光LED 驱动器开发板Marvell 单级反激式（A19）可控硅调光LED 驱动器评估板，用于评估Marvell88EM8183 的性能。
IR2101半桥驱动案例案例背景：假设我们有一个电压为12V，电流为10A的直流电机，我们需要设计一套半桥驱动电路来控制电机的运动。
为了提高系统的性能和效率，我们选择使用IR2101作为驱动器。
方案设计：1.电源电压选择：由于电机电压为12V，我们可以使用一个12V电源来为半桥驱动电路供电。
在实际设计过程中，我们需要考虑电源的质量和稳定性，以确保半桥驱动器正常工作。
2.半桥电路设计：半桥电路是由N沟MOS管和P沟MOS管组成，其作用是控制电机的正反转。
在设计过程中，需要根据电机的工作电压和电流来选择合适的MOS 管。
3.IR2101参数选择：4.电路连接和布局：将电源、半桥电路和IR2101进行连接，进行布局时需要考虑信号传输的稳定性和抗干扰能力。
5.控制信号生成：案例实施：1.根据电机的工作电压和电流选择合适的MOS管。
假设我们选择N沟MOS管的额定电流为20A，满足电机电流为10A的需求。
2.根据IR2101的参数表选择合适的IR2101型号。
假设我们选择IR2101S，其工作电源电压范围为10V-20V，满足12V电源的需求。
3.根据电路连接和布局的要求，进行布线设计。
将电源、半桥电路和IR2101进行连接，保证信号的传输稳定性和抗干扰能力。
4.生成驱动信号。
控制信号由一个PWM信号和一个逻辑信号组成，可以使用微控制器来生成。
根据电机的工作速度和转向生成相应的控制信号。
5.连接电机并进行测试。
将电机连接到半桥驱动电路上，接入电源，通过控制信号来控制电机的运动。
进行测试，验证系统的性能和功能是否满足需求。
总结：通过这个案例，我们了解了IR2101半桥驱动器的应用，重点介绍了设计过程中的关键要点，包括电源电压选择、半桥电路设计、IR2101参数选择、电路连接和布局以及控制信号生成。
通过正确选择和设计，可以实现高效、稳定和可靠的半桥驱动系统。
采用NXP SSL2101设计的LED驱动器2009年08月04日作者：钱世佳来源：《中国电源博览》编辑：樊晓琳采用NXP SSL2101设计的LED驱动器2009年08月04日作者：钱世佳来源：《中国电源博览》编辑：樊晓琳摘要：SSL2101是恩智浦半导体公司推出的世界首款市电集成可调光LED驱动控制器，本文简要给出SSL2101的特性，介绍采用SSL2101设计反激式LED驱动器的方法。
一、引言固态照明（SSL：Solid State Lighting）为人类提供了除传统白炽灯及日光灯之外的另一种选择—— LED灯。
LED必须依赖专用驱动器提供恒定电流才能点燃工作。
LED 驱动器应该具有直流控制、高效率、可调光、有保护等特性。
为满足各种不同输入电压、不同输出电流及不同数目连接LED的驱动要求，世界各著名半导体器件公司都开发了相应的集成电路驱动控制器。
恩智浦半导体（NXP Semiconductors）公司推出的固态照明专用驱动控制器SSL2101是世界首款市电集成可调光驱动控制器，专为进一步改善LED的能效，提供可调光能力而设计。
SSL2101可以直接采用市电整流后驱动照明系统中的各种LED装置，包括LED改型灯具、LED模块、LED聚光灯、射灯及LED灯串，与现有照明基础设施完全兼容。
1由于集成度高，外部需要元件数量少，占持电路板空间小，性能价格比高，为照明系统设计师设计高能效系统提供了关键硬件。
本文简要给出SSL2101的特性，并以采用SSL2101建构的反激功率变换器为例，详细介绍LED驱动器的设计方法。
二、SSL2101的特性恩智浦半导体公司最近推出的固态照明专用驱动控制器SSL2101本质上是一款在SO16封装内包含了实现兼容市电调光的高效功率变换器和内部电路系统的多芯片组件（MCM：Multi - Chip Module）切换式电源（SMPS: Switching Mode Power Supply）控制器。
基于SSL2101可调光市电输入LED通用照明解决方案LED在电子系统中使用已经有很多年了，主要用作电子设备的指示灯。
最近在亮度和色彩深度方面取得的重大进步，意味著LED现在可以用于更广泛的应用，从手机和多媒体播放机中的趣味照明，一直到取代商业和家庭照明应用中的传统光源。
推动LED照明市场发展的关键推动力是高亮度LED和智能LED控制器的出现。
采用高亮度LED的产品设计师面临著许多设计挑战，包括散热管理、驱动方案、拓扑架构和已有的基础设施。
要替代现有的可调光白炽灯或卤素灯光源，必须实现这样的一个电子灯驱动系统，它不仅可以与现有的调光开关一起工作，而且可复制现有光源的调光性能。
NXP(恩智浦)SSL2101 IC可以满足上述性能要求，此外，它还是一种高效的电源转换器。
这是业内第一款集成这些能力的IC，它使得高亮度LED灯/模块设计师能够以一种省成本和体积的方式集成电子电路，并从最佳热权衡中获益。
[b]LED特性[/b] LED需要一个与白炽灯或卤素灯完全不同类型的驱动器。
白炽灯表现为具备自稳定特性的纯电阻负载，LED则需要一个电流源。
LED产生的光通量近似正比于流经该器件的电流。
LED的正向电压随电流增加而增加，但随温度的上升而减少。
在这方面，LED表现得象二极管。
不过，在工作期间LED的正向电压（VF）是很大的。
该电压与电子转化为光子时产生的能量（eV）相关，该能量又直接相关于光的颜色。
此外，不同生产批次之间的VF值可以相差很大。
[b]串行/并行配置[/b] 在大多数用LED替代现有光源的应用中，需要连接多个LED到驱动器上，因为单一的LED不能产生足够的光通量。
LED可以采用串行或并行连接。
如果LED采用串行连接，LED链上的总电压等于正向电压的总和（所有LED上的电流相等）。
如果LED并行连接，电流将分配到各支路中。
不过，由于一个LED的正向电压会随著温度上升而下降，因此这一配置本质上是不稳定的。
