可调白光LED驱动器

关于本文档

本应用指南为LED驱动设计工程师和现场应用工程师提供全面指导，介绍如何使用Infineon的BCR601和BCR602线性恒流调节器实现高性价比、高效率的LED驱动器。

本文档展示了如何用具备主动压差控制(AHC)功能的线性稳压器替代传统降压转换器第二级，同时不牺牲效率。该方法以极具成本效益的解决方案实现最优照明质量，特别适用于可调白光和多通道驱动方案。

LED驱动器中的线性恒流调节器

随着照明质量要求不断提高，能够提供近乎完美直流输出电流的LED驱动器拓扑正日益受到青睐。采用主动压差控制的BCR601和BCR602线性稳压器在保持与降压级相同效率的同时，可提供更卓越的照明质量。

AHC系统包含两个调节环路：

• 第一个环路将LED电流稳定在由检测电阻和内部基准电压设定的数值
• 第二条反馈回路通过控制第一级的输出电压，将开销电压降至接近最低可能值

该方法的主要优势包括：

• 纯直流LED电流可消除闪烁与频闪效应
• 在所有工作条件下均符合IEEE 1789-2015建议标准
• 模拟调光低至3%且无需类PWM调制
• 通过合理设计可实现95%以上的效率

LED电流设置与调光

该稳压器在非调光状态下的典型参考电压为400mV。可通过调光引脚（MFIO）施加直流电压或使用可变电阻器来降低额定LED电流。

效率优化

采用AHC技术的LED恒流稳压器总功耗包括检测电阻和MOSFET的损耗。可通过以下方式优化效率：

• 在给定输出功率下使用尽可能高的LED电压
• 降低第一级输出电压纹波
• 输出电容的合理选择
• 裕量电压的优化设置

保护特性

BCR601/602包含全面保护功能：

• 过压保护： 内置可配置阈值的OVP级
• 过温保护： 内部传感器在结温达140°C时降低LED电流
• 热插拔保护： 限制将LED灯串连接至带电驱动器时的电流尖峰
• 短路保护： 用于输出短路保护的可选外部电路

采用BCR601加BCR602的多通道LED驱动器

通过增加BCR602级，可轻松将线性稳压方案扩展至多输出通道。BCR602与BCR601类似，但未集成AHC功能，采用更小的SOT-23-6封装，非常适合用作附加通道。

在多通道系统中，最优策略是始终采用压差电压最低的通道进行稳压。这既能确保所有通道获得充足电压，又可维持系统效率。

用于稳定最低V_HR 每通道由一个电阻器和小信号二极管组成。这种方法可确保在可调白光应用中，在不同LED电流下均能正常工作。

多通道设计的关键考量因素：

• 各通道调光行为完全一致
• 整个应用的过压保护由BCR601处理
• 短路保护需注意齐纳二极管的功耗
• 在多通道应用中不支持LED热插拔

可调白光参考设计

该参考设计展示了采用BCR601和BCR602实现完整可调光LED驱动方案的实例。该电路板可与英飞凌模块化板卡概念（REF-XDPL8219-U40W）或任何SSR PFC反激式初级侧配合使用。

电路板规格

Circuit Description

参考设计原理图包含：

• 各通道电流设置电阻
• 输出短路保护电路
• 净空电压设置网络
• 用于降噪的去耦电容
• OVP分压器
• 光耦电路的稳定供电
• 用于控制器供电的3.3V稳压器

电气性能

基于BCR601的稳压器展现出优异的性能特性：

LED电流稳定性

该参考设计能在连接不同数量LED时保持稳定的LED电流，与目标电流的偏差极小。

稳压器效率

效率测量显示，通过适当设计可实现94%以上的性能表现，在与开关稳压器方案有效竞争的同时提供更优异的光品质。

光品质分析

线性稳压器方案可提供卓越的光质，几乎无调制：

• 最大LED电流下调制指数小于0.1%
• 交流电含量随光输出变化保持恒定
• 在整个调光范围内实现最小化闪烁与频闪效应
• 符合严格的光品质标准

光谱照度计测量显示卓越性能：

系统性能

与REF-XDPL8219-U40W原边控制器配合使用时，完整系统呈现以下特性：

• 在全部输入线路电压范围内，满载系统效率均高于87%
• Excellent power factor (>0.99) over wide dimming range
• Low input current THD (<10%)
• 满负载条件下稳定的热性能

对于采用线性第二级的高功率反激式拓扑而言，这些测试结果令人印象深刻，并能与更复杂的拓扑结构有效竞争。

Bill of Materials

该参考设计包含完整的物料清单，所有元器件均来自知名制造商：