基于MCU和基于ASIC的LED可控硅调光方案对比与解析

时间：01-05 来源：EDN 点击：

图3.1 基于MCU控制恒流的方案整体框图
3.1 理论依据

恒流控制电路拓扑结构为BUCK电路，BUCK用于恒压输出时候，输入电压与输出电压的关系为：

式中：

　　V0为输出电压；
　　D为占空比；
　　Vin为输入电压。

从式3.1中可以看出，输出电压与占空比和输入电压都成正比。在闭环控制中，取输出电压反馈信号VFB与预设基准电压Vref比较，当输入电压一定时，如果VFB大于Vref，则减小占空比D，相反当VFB小于Vref时，增大D，以达到稳压的效果。

所以，当BUCK电路用于恒流控制时，只要把电压反馈信号改成电流反馈信号就可以达到恒流的效果。
3.2 优缺点

由于MCU控制恒流方案由于采用恒流控制，针对恒功率控制方案中出现的问题都能很好的解决；

首先，针对由于VF的偏差对LED的使用寿命和显色性的影响问题。采用恒流控制方案，当VF有偏差或者随着温度和工作时间的变化而变化时，只要D不变，输出给LED的电流并不会发生太大的变化。虽然LED的正向电流IF也会随着温度和工作时间的变化而变化，但每个LED的IF偏差都都不会太大，对于用多个LED串连起来组成的大功率LED灯，并不会对LED的使用寿命和显色性造成任何的影响。

其次，由于采用闭环控制，可以达到很高的输出电流的精度。能保证灯的一致性。

再次，功率兼容性问题。MCU恒流控制方案能兼容额定功率以下的LED灯。对于串联的LED灯，改变输出功率的大小，只是改变了LED灯的数目n和输出给LED灯的电压VLED，并不会改变输出电流的大小。当输出功率比额定功率小时，加在LED灯上的箝位电压n*VF变小，而输出给LED的电压VLED此时依然为额定值，所以流经LED的电流会变大，使得电流反馈信号VIFB大于基准电压Vref，那么占空比会变小，输出电压VLED变小，流经LED的电流也变小，直到额定电流值。所以可以兼容额定功率以下的LED灯。

而针对空载损耗问题，可以用MCU检测是否有负载接入，当检测到没有LED接入时，可以关闭后级的BUCK电路，减小空载损耗。

最后，可控硅的兼容性问题。恒功率控制方案中，采用纯硬件模式来稳定可控硅的导通，对调光器的适应性还是有限。在MCU控制恒流方案中，除了有硬件稳定电路，还有软件对可控硅斩波后的波形进行辨别处理。可以通过软件设置，判断斩波后的波形是畸变还是真的在调光，从而决定要不要改变相应的调光信号。所以MCU控制恒流方案提高了对调光器的适应性。

当然，由于MCU恒流控制采用两级闭环控制方案，相对于ASIC的恒功率单级控制方案，也存在一些不足之处，首先就是在结构上要比恒功率控制方案复杂，成本上略高1~2RMB，另外就是效率比恒功率方案要低，但完

表1两种方案的优劣对比
全能满足"能源之星"的要求。

4总结

通过上述的分析比较，不难看出，在一致性、功率兼容性、调光器的兼容性和对LED的使用寿命和显色性的影响等关键指标方面，MCU控制恒流方案都要比ASIC控制恒功率方案有绝对的优势。

发布者：博子

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