设计采用 TI UCC25710 多串变压器LLC 控制专利技术，实现了新型离线式LED 照明驱动
解决方案。相比传统的高功率（>100W）的AC/DC 外加多个恒流DC/DC 转换器的LED 照
明驱动，新的两级拓扑结构具有更高的效率以及更低的系统成本。基于该种多串变压器
LLC 控制技术，研发了一款100W LED 照明驱动参考设计PMP4302A，其负载可以直接连
接4 串LED 负载（每串可接10~15 颗LED，每串输出电流为500mA）。实验结果表明，
新型的拓扑结构非常适合室外和商务领域中采用PWM 或模拟电路调光的通用LED 照明应
用。同时，该电路系统架构也能用作高效率、超轻薄LED 背光电视的电源。
采用多串变压器 LLC 控制技术的新型离线式照明驱动解决方案??
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2.1 传统的高功率离线型LED 照明驱动拓扑结构
图 1 是一种传统的高功率离线型LED 照明驱动三级拓扑结构。该结构中，由PFC 电路提供正弦
波输入电流。BOOST 升压拓扑结构目前是PFC 电路的最佳选择，以此种方式应用于
85V~264Vac 的宽输入电压，PFC 电路的输出将会高于输入电压的峰值。故通常选择380VDC 到
400VDC 输出电压。由于PFC 输出电压太高并且是非隔离式的，所以需要采用具有隔离式变压器
的PWM 变换电路。通常情况下，半桥式LLC 谐振转换器因其具有高效率和良好的抗干扰性能而
常被使用。隔离式DC/DC 电路会产生直流电压来驱动LED 模块，该电路环节的输出电压是由
LED 负载个数和下一级恒流控制电路所决定（一般低于标准安全电压60Vdc）。每串LED 负载将
有一个独立的恒流非隔离DC/DC 变换去调节流经LED 的电流。对于最常见的高亮度LED，电流
的规格为从350mA 到750mA。由此，我们就可以得到一个传统的高功率离线型LED 照明驱动电
源拓扑，它由三部分组成：PFC，隔离PWM 变换以及非隔离DC/DC 变换。
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@high-eff
尽管传统高功率离线型LED照明驱动系统能够获得良好的性能，但仍有以下不足：1.效率。传统结构为三级电路拓扑结构，其中包括PFC电路，隔离式PWM和非隔离式DC/DC。各级电路的最优效率分别为：PFC电路97%，隔离式PWM电路96%，非隔离式DC/DC电路95%。所以系统的效率的最大值约为88%。当然，有很多的方法能够进一步的提高效能，例如：利用同步整流器控制隔离式LLC电路和DC/DC电路，但是这些方法会使成本进一步增加。2.成本。由图1可见，每串LED负载中有多个DC/DC电路环节，那么该电路中会使用多个控制器、电感器和电容器，则将会使成本增加。3.可靠性。传统型LED照明拓扑结构有多个外部元件，这会严重的影响性能。4.EMI。因为多重开关LED驱动器将在非隔离DC/DC电路环节中产生额外的高频开关噪声，因此会影响LED照明系统传导和辐射EMI的测试结果。为满足EMI标准要求就需要在EMI设计方面做更多的努力，例如：在开关点处设置RC缓冲网络，在输出电路级设置EMI共模滤波器或者同步多个DC/DC控制器。
2.2 新型的高功率离线型LED 照明驱动拓扑结构
基于传统拓扑结构中的问题，本文采用德州仪器（TI）多串变压器LLC 谐振控制器UCC25710，
实现了一款新型拓扑结构设计。图2 是新拓扑结构的框图，它包含PFC 和多串隔离变压器LLC
转换器的两级电路结构，省掉了传统结构的DC/DC 多串恒流部分。在PFC 电路之后有一个半桥
式隔离型多串LLC 谐振转换器，这使得变压器初级绕组以串联方式连接。基于磁平衡理论，因为
初级绕组电流和串联电流相同，所以各个隔离式变压器都将具有相同的输出电流用于驱动每串
LED 负载，并且每个变压器能够驱动两串独立的LED 负载，同时具有电器隔离。
多串变压器 LLC 谐振控制器（该设计中使用的是UCC25710）放置在次级侧，它能监测LED 负
载的总电流并使用电流反馈回路调整流经变压器原边绕组的正弦波交流电流，同时通过磁平衡理
论保证每串LED 负载具有恒定电流输出。
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@high-eff
与传统的LED照明驱动拓扑结构相比，新型拓扑结构具有以下重要特点：1.高效率。因为新型系统只具有PFC电路和多串变压器LLC两级电路，据估计总效率可高达92%。2.低成本。对比传统的高功率LED照明系统拓扑结构结构，新型系统拓扑结构只包括两级电路及更少的控制器，这将有效地降低成本。3.系统可靠性高。众所周知，LED照明系统的可靠性取决于LED散热管理和电源驱动，故障检测和保护系统，以及电器元件个数。因为新型系统具有电器元件数量少以及效率高的特点，所以系统可靠性将会有得到大大的提升。4.良好的EMI性能。因为在系统输出部分没有多组DC/DC电路环节，这将有利于EMI性能。同时，LLC转换器工作在零电压ZVS条件下有助于减少开关阶段的噪声干扰。5.兼容调光。因为LLC控制器位于变压器次级侧，每串负载的总电流都将作为电流反馈回路，因此可用作整体PWM调光或模拟调光。
3 新型多串变压器LLC 谐振控制器
UCC25710 是基于LLC 谐振半桥式拓扑结构开发的。控制器反馈回路利用总电流采样电阻来调整
LED 串负载的总电流。如图3 所示，LED 串负载总电流会被R3 到CS 引脚检测到，电流环路误
差放大器用来调节LED 输出总电流实现恒流，编程控制最小和最大开关频率的方式将电流放大器
lcomp 的输出设置为VCO(电压控制振荡器)的控制电压，这样为LED 串的LLC 拓扑结构配置一个
闭环电流反馈回路。
LLC 控制系统中有三个因素可以控制VCO。第一，在LED 接通阶段，通过lcomp（电流回路误
差放大器输出）设置VCO 的控制电压。第二，在启动阶段，软启动引脚SS 将会控制VCO 响应
直到超过电流回路误差放大器输出lcomp。第三，调光阶段，VCO 输入的升降速率由电容器
C2，DSR 引脚调光变化率的电压来控制。同时VCO 控制电平底座将由lcomp 持续控制。
在关闭调光或过渡阶段，DSR 电容器C2 和44uA 的内部电流控制Vvco 的变化率。当关闭时，
DSR 通过44uA 电流源向地面放电，当开机时，DSR 通过44uA 电流源向lcomp 放电。这将使电
机可能产生的有声噪声最小化。
LED 调光输入ILED-ON 控制LED 照明的调光启动和关闭。此外，调低，关闭或者调光循环的边
界都可能出现延时，这样就能够让电流回路在低调光负载循环甚至在缓变率已经较慢的情况下仍
能被持续控制。
总之，UCC25710 器件包括了实现总体LED 驱动的所有必要功能，包括了电流环路误差放大器，
VCO，参考调节器，软启动，调光负载循环补偿和为LED 输出过压（OV）、LED 输出欠压
（UV）、过温、及原边过流等保护措施。该器件还提供了额外的功能，那就是在调光期间最大限
度的减少音频噪声，并提供可控快速LED 电流上升和下降时间。
除了应用于多串变压器LLC 拓扑结构之外，由于具有丰富的LED 保护和调光控制功能，
UCC25710 对于需要调光接口高电压单串LED 负载输出应用也是一个很好的选择。
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@high-eff
3新型多串变压器LLC谐振控制器UCC25710是基于LLC谐振半桥式拓扑结构开发的。控制器反馈回路利用总电流采样电阻来调整LED串负载的总电流。如图3所示，LED串负载总电流会被R3到CS引脚检测到，电流环路误差放大器用来调节LED输出总电流实现恒流，编程控制最小和最大开关频率的方式将电流放大器lcomp的输出设置为VCO(电压控制振荡器)的控制电压，这样为LED串的LLC拓扑结构配置一个闭环电流反馈回路。LLC控制系统中有三个因素可以控制VCO。第一，在LED接通阶段，通过lcomp（电流回路误差放大器输出）设置VCO的控制电压。第二，在启动阶段，软启动引脚SS将会控制VCO响应直到超过电流回路误差放大器输出lcomp。第三，调光阶段，VCO输入的升降速率由电容器C2，DSR引脚调光变化率的电压来控制。同时VCO控制电平底座将由lcomp持续控制。在关闭调光或过渡阶段，DSR电容器C2和44uA的内部电流控制Vvco的变化率。当关闭时，DSR通过44uA电流源向地面放电，当开机时，DSR通过44uA电流源向lcomp放电。这将使电机可能产生的有声噪声最小化。LED调光输入ILED-ON控制LED照明的调光启动和关闭。此外，调低，关闭或者调光循环的边界都可能出现延时，这样就能够让电流回路在低调光负载循环甚至在缓变率已经较慢的情况下仍能被持续控制。总之，UCC25710器件包括了实现总体LED驱动的所有必要功能，包括了电流环路误差放大器，VCO，参考调节器，软启动，调光负载循环补偿和为LED输出过压（OV）、LED输出欠压（UV）、过温、及原边过流等保护措施。该器件还提供了额外的功能，那就是在调光期间最大限度的减少音频噪声，并提供可控快速LED电流上升和下降时间。除了应用于多串变压器LLC拓扑结构之外，由于具有丰富的LED保护和调光控制功能，UCC25710对于需要调光接口高电压单串LED负载输出应用也是一个很好的选择。[图片]
4.LLC 多串变压器设计
多串变压器的创新设计符合磁平衡理论。如图4 所示，多串变压器的初级线圈串联连接，在理想
情况下，假如变压器线圈匝数相同，那么相同的初级绕组电流将会产生相同的次级绕组电流。
可是变压器并非理想的电气元件；因为它自带励磁电感，正是由于变压器中励磁电感的存在，导
致LED 串负载输出的次级绕组电流略有不同。幸运的是，励磁电流仅占初级绕组电流的一小部
分，并且对于励磁电流的差异，电流匹配不敏感。为了获得完美的电流匹配，建议在多串变压器
LLC设计中适当增加磁化电感Lm。
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