LED照明驱动电源芯片设计过程简单描述
目前LED照明用的驱动电源芯片，大多数是模拟技术设计的，但也有数字技术设计的。
电源用模拟集成电路的设计工作包括：拓扑结构设计、算法设计、逻辑设计、电路设计、版图设计等，涉及内容广泛、工作量繁琐，必须使用电脑软硬件工具才能科学的加快设计周期。
模拟集成电路电源芯片从芯片设计--版图设计--流片过程的简单描述如图1所示。
图1 模拟电源芯片设计过程简单描述
拓扑结构设计是按该芯片开发的定义而设定的， 其余都是为实现这一目的而服务的。拓扑结构的设计技术已经比较成熟，AC/DC LED驱动芯片用得最多的拓扑就是Fly-back(隔离) 、Buck-Boost、Buck(非隔离)；“控制方式”有电压型、电流型；“工作模式”有CCM(连续模式) 、DCM(断续模式) 、BCM/CRM(临界模式) 、PFM(脉宽调制)等等。
模拟电源芯片的“算法设计”属于芯片系统设计中的一部分。在系统定义中最核心的部分也就是实现此算法。当然也包括其他特别的功能和基本功能。
算法设计创新是新一代芯片的关键技术之一
目前大多数LED照明灯具的驱动电源在生产中对其使用的变压器、电感器的电参数的要求十分高，为求精准需花费大量的人力和财力才能实现，工业化生产成本很难进一步下降。按驱动电源芯片的Data Sheet提供的变压器标准算法制造变压器，往往在实际电路应用中不能令人方便而满意地使用，变压器的绕制工艺需要产品工程师在试制中反复摸索， 绕制的匝数的增减微调、铜线的拉紧程度、排线的序列与方法、铁心的材质等等都会影响变压器的电气性能，由此耗费研发人工和对材料的苛求，使得必须要用的变压器和电感器的造价增加不少。
能否通过对LED驱动恒流源芯片设计技术的创新去突破和改变是我们所要思考的，新的解决方案可以在LED灯具驱动电源实际生产应用时，输出电流对变压器和电感器的电感量和LED的VF等参数不太敏感。
一反传统的或经典的芯片算法设计思维，从新的视角去优化芯片算法设计是创新技术的关键。图2展示以BP310X系列为例的设计新思路，一种主级侧恒流控制的新的原理，从图2中可以发现，芯片控制输出电流峰值，通过辅助绕组反馈，使得退磁时间和芯片开关周期的比例固定，这样就可以使得输出电流与外围的电感量偏差和输出电压的偏差无关，芯片控制Toff时间占整个周期的一半，这样平均电流Iout就是Ils_pk的四分之一，这电流表达式就是：
Iout=IP_PK/4 × NP/NS
在这个表示式里，电流与电感量无关。同时Ip_pk由芯片基准源决定，可以达到1%，匝比也是固定的，匝比精度较高，所以输出电流精度较高。
LED的VF值的偏差和变压器的电感偏差正是批量生产面临的最大的问题。通常来说，批量生产的变压器电感量和LED的VF都会有5-10%左右的偏差。而BP310X系列的LED照明恒流驱动电源芯片采用此新的算法设计，使得大批量生产的芯片恒流精度可以达到3%以内，可以对变压器和电感器的电参数有较大的允差，大大方便大规模工业化生产的成本和流水线的持续快速生产，真正实现对变压器、电感器的电参数不敏感。
创新优化芯片算法使LED驱动电源输出电流精度对外围的变压器、电感器等电参数不敏感，有效降低电感器、变压器和LED整灯的制造成本。
图2 BP31XX系列主级侧恒流控制的一种新的原理
创新优化芯片算法是电源芯片设计公司面对LED驱动电源输出电流精度对外围的变压器、电感器等很难匹配之后，先后找到的从芯片端解决的方案。算法设计各有技巧，方法各有千秋，但达到的目的是同一的。表1是部分隔离LED电源驱动芯片的性能参数比较表(第三方提供，仅供参考) 。由此可见，新出品的LED照明专用电源驱动芯片不少已采用此新技术。
表1：
创新优化算法电源芯片使应用简洁
BP310X采用此创新优化芯片算法，使得应用电路十分简约，周边需要的零件很少，符合低成本、工业化生产的理念。图3是典型应用电路，采用主级侧恒流技术后，次级的反馈电路不再成为电源体积和成本上的障碍，这样对于电源体积要求极为苛刻的场合带来了极大的便利，如球泡灯、GU10射灯等。传统的光耦反馈结构还存在光耦老化和很难过安规测试的问题，对于球泡灯内部60-90ºC的应用环境温度来说，可靠性的问题更成为生产厂商和客户关注的焦点。主级侧恒流技术的成熟，特别是创新的驱动电源芯片算法设计新技术，使得应用电路对变压器和电感器的某些难以质控的参数变得不敏感，对于LED照明电源和灯具厂商来说，既可方便提高产品性能，又可降低成本，是一双赢的选择。
电路周边零件器件少了，但电源电路设计者对有限的器件要选用高品质的，如MOS的耐压要高，电解电容器要采用高密封性、高抗水合处理能力、高抗过载能力的，125℃10000小时的长寿命产品，以适应长期在高温环境下工作。
图3 BP3105的4-7W隔离恒流驱动应用电路
