大功率LED驱动技术的创新 双极多串LLC拓朴架构
大功率LED照明的缺点：LED驱动电源可靠性极差，发热高，很多LED的驱动电源被烧坏，其中很多都是由于不起眼的外围小器件坏掉而导致整个驱动电路失效。“因为LED驱动电路效率低导致环境温度高，很多器件顶不住这么高的高温被烧掉。我也帮我们客户看过烧坏的器件，有的仅是小的三极管、二极管烧掉，整个电源就崩掉了。”德州仪器高性能模拟产品业务拓展经理刘学超解释道，&ldqu插件电感o;看起来是个小问题，但LED整个环境温度非常高，70%的热量是通过散热片散的，散热片后面是驱动电源，温度很高，很难控制。”所以，业界现在的努力目标就是提升效率，降低漫度，提升集成度，减少元器件数量，并一尽量用可靠的元器件。“比如说电感就是一个非常可靠的东西，电感是千百年来大家用的东西，而不是有源器件。”他补充。
针对这个目标，TI于今年正式推出了新的LED驱动架构——双极多串LLC拓朴架构，相对于传统的大功率(功率是250W—300W)LED驱动架构，该架构中省掉了昂贵的多串高压DC/DC降压器，改为多个变压器串联的LLC一体成型电感谐振电路，直接实现恒流，效率大幅提升至92%，比传统架构提升4-5%，元器件数量也大幅减小，可靠性提升，EMI设计更简单。(如图)“简单来说，它就是将原来需要的恒压模块与恒流模块合成为一个模块，相当于省掉一个恒压模块。”刘学超表示。
旧架构的比较
上图中UCC25710是TI刚量产的一颗针对大功率LED照明和LED背光的、基于多个变压器串联的LLC谐振电路，已用在LED路灯和超薄LED电视的背光上。UCC25710就是基于TI创新的、具有专利的双级多串LLC拓朴架构而专门设计的。
(如上图)在传统的大功率LED照明架构图上可以看到，它有两个Block，第一个Block叫恒压模块，DC/DC出来以后得到一个恒压的输出，第二个是恒流模块，恒流模块是每串LED都会需要DC/DC升压或降压的电路，对每一串LED进行恒流。这是传统的典型的大功率LED驱动的拓扑架构。
这种拓扑架构的效率分布为：临界模式PFC的最大值在97%左右，LLC谐振半桥效率目前在业界我们认定是比较高的，它的效率大概是96%，每一串恒流降压它的效率在95%左右，三个相乘的总效率(典型值)应该在88%以内。“当然有的客户可以做到90%，但会牺牲很多成本，比如说二极管需要同步整流的二极管，这是用钱来提高效率。此外，在大的降压上做一些软块干扰工作，来得到一个高效，这些都是一些方法。但它总体来说效率不会太高，大概应该在88%左右。”刘学超解释道。
他继续分析：传统拓扑架构的缺点，首先它的成本非常高，因为它带有PFC、LLC电路，还有多串高压Buck(输入电压是54V)，高压DC/DC成本是非常高的，每一串都需要一个。现在的路灯电源实际上是4—12串，也就是说你需要4—12串的Buck电路，有非常多的器件。
第二是效率非常低，从我们的经验来看，它的效率应该是在88%左右。第三是可靠性非常差，因为实际应用中每一串都需要一个Buck，PFC、LLC电路，整个电路由许多组件构成，导致可靠变变差。
最后一个，也是很重要的一个，就是这种传统架构的EMI问题也非常严重。因为每一串Buck开关频率没有进行同步，串与串之间有一体成型电感相互的干扰。“我在客户那儿看到，每一串输出的时候加了一个共模电感，共模电感一方面增加了成本，另外在可靠性上面也会产生影响，所以，EMI是一个很大的问电感器图题，原因是每一串DC/DC目前很难做到同步，因为整个有4—12串的LED在上面。”刘学超说道。
针对这种情况，TI的专家在2008年底提出一个拓扑架构：直接恒流插件电感器，一个变压器驱动多串LLC。相对于传统的架构，效率提升至93%。不过，由于当时采用了三级多串变压器架构，还是需要三个IC：一个PFC，一个BUCK，一个PWM，成本并没有明显降低。 平面变压器厂家 | 平面电感厂家
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