摘  要： 低功率LED设计的挑战在于实现由监管标准设定的电源调节、 由监管标准指导的能量变换以及通常由市场接受度设定的有效负载控制（其中包括调光保真度）这三者的平衡。 FL7730和FL7732能较好地取得这种平衡，用一个电路即可执行全部三项功能。
关键词： MOSFET；LED驱动；低功率；能量转换；调光

    低功率LED解决方案通常由单串LED或至少有一个单输入和输出控制点的LED驱动器构成。 这些驱动器必须执行LED电源的基本功能，例如电源调节、能量转换以及负载控制。高功率解决方案通常针对这些功能采用专门的电路。出于成本和空间的考虑，35 W以下的低功率解决方案（例如灯泡）必须用尽可能少的电路执行全部三项功能。
    低功率LED设计的挑战在于实现由监管标准设定的电源调节、由监管标准指导的能量变换以及由市场接受度设定的优先的负载控制（其中包括恒流调节和调光保真度）。FL7730和FL7732能较好地取得这种平衡，用一个电路即可执行全部三项功能。通过这些解决方案，全部三项功能之间有显著的相互作用。为了解这些解决方案，将从最高阶开始重点关注电能调节和电能转换。负载控制的相互作用确实参与了电源调节，但是为了满足电源调节标准和市场要求，了解如何实现电源调节（例如EMI要求和功率因数）就显得很重要了。接下来是了解负载控制，例如故障保护、恒流控制和调光。
    反激用于大多数低功率隔离LED电源，然而并非所有反激都是类似的。对反激进行操作和调节会影响系统性能和成本。用于低功率电源的典型反激电路并无功率因数校正，通常在桥接整流器之后具有高电压电解电容。这些电源通常是次级端调节(SSR)，即它们拥有光电耦合器、基准电压和1 kHz的快速环路带宽，从而对负载电荷作出反应。该类型的反激不适合LED照明，原因在于反激线路并无功率因数校正，且通常以恒电压电源进行设置，而LED更适合恒定电流的驱动。 
 
    该方法通常利用SSR恒电流控制方案，该方案直接测量负载电流和电压。尽管测量负载电流时会造成功耗，但是可实现几个百分点的良好恒流控制。另外，还需要光电耦合器。这些电源工作时采用的是20 Hz左右的缓慢反馈环路，由于它们并非动态的，因此可针对LED负载实现良好的工作性能。而经典反激中高电压电解电容执行的能量储存通过低电压（LED灯串电压）电容得以完成。
    为解决单级反激式PFC的成本限制，有些方案尝试采用具有无源PFC的初级端调节(PSR)反激。该方法可减少SSR上的功耗以及MOSFET上的电压应力，然而该过程使用的是高压电容和初级端的其他部件，对功率因数、寿命和尺寸有所限制。

    由式(2)可知，输出电流是由二极管峰值电流和变压器存储能量的放电时间所决定的。输出电流(Iout)即稳态二极管电流平均值，使用峰值电感电流和电感电流放电时间(Tdis)进行估算，其中电流由在MOSFET源极处的电流感测电阻测得，电感电流放电时间则由VS引脚测得。因为输出电流(Iout)是稳态二极管电流的平均值，因此正确选择电流感测电阻(RCS)可测得峰值检测电路的峰值漏极电流值。Iout可根据电感器放电时间计算得出，并且能够在VS引脚内测得。当二极管电流趋向于零时，VS引脚上的电压会迅速开始下降，这些测量值和已知的转换周期(TS)是TRUECURRENT控制模块的主要因素。
    该输出信息同精确的内部参考相比较，从而产生一个误差电压(VCOMI)，它可以确定恒流模式操作中MOSFET(Q1)的占空比。FL7732和FL7730正是通过这一创新技术精确控制恒流输出的。图2和表1所示为来自评估板的测量结果，由此可知，宽输出电压范围（11 V～28 V）内的恒流偏差在达到每个线路输入电压时小于2.1%。

    照明新增的第一个关键功能是线路补偿器，它接收来自VS引脚的线路电压信息并用其来修改峰值电流电路。该创新解决方案可在整个输入电压范围内实现极端紧密的容差和恒流调节。图2和表2所示为来自评估板的测量结果，结果显示，宽线路调节(90 V～265 V)中的恒流偏差在达到额定输出电压(24 V)时小于2.1%。

    照明的第二个关键功能是调光控制。如图3所示，利用一个置于FL7730的调光引脚上的简单电阻分压器网络和RC过滤器将AC线路电压的占空比转换为DC电压。一个双角度控制模块用于偏置电流感测测量值，并作为TRUECURRENT计算模块的输入。与用特定调光角度进行的高度调光控制相比较，它将等于低RMS输入电压。用该方法控制LED强度简单而有效，并几乎对所有形式的调光控制都有用，甚至对最具难度的基于TRIAC的调光也有用。或者，采用更简单的DC输入解决方案或PWM输入解决方案，它们都可以被滤波从而产生一个DC电压。调光引脚(引脚5)上各电压之间的关系如图4所示。

    负载控制和调光的更多详情将在以后的文章中作出说明。基于TRIAC的调光的更多详情，可参见应用指南 http://www.fairchildsemi.com/an/AN/AN-9745.pdf。