开环控制和闭环电流控制LED射灯方案的优缺点分析
1 引言
针对led照明负载特点，目前非隔离式的恒流驱动电源的拓扑结构基本上是buck降压结构，传统的方案是通过固定关断时间来固定峰值电流，从而达到固定输出电流的控制策略。本文将讨论这种控制策略实现恒流的原理，分析这种开环控制策略的优缺点，和应用这种控制策略需要做的外围补偿，同时基于占空比半导体公司新产品du2401芯片，介绍这种全新的闭环电流控制策略，详细介绍这种控制策略如何突破性提高led输出电流精度，从开环到闭环是其本质的突破。
2 原理与设计
2.1 目前led非隔离恒流驱动电流领域主流的控制策略
如图1所示，电路是buck降压结构，芯片控制的是mosfet的源极，这是一种开环的恒流电流控制方式，控制原理如下：
芯片内部有两个比较器，其比较参考电平分别为vpk和vvalley，与之比较的是rs两端的电压。
vin上电时，电感l和电流采样电阻rs的初始电流为零，led输出电流也为零。这时候，cs比较器的输出为高，内部功率开关导通，sw的电位为低。电流通过电感l、电流采样电阻rs、led和内部功率开关从vin流到地，电流上升的斜率由vin、电感l和led压降决定，在rs上产生一个压差vcs， 当(vin-vcs) >vpk时，cs比较器的输出变低，内部功率开关关断，电流以另一个斜率流过电感l、电流采样电阻rs、led和肖特基二极管d，当vin-vcs 90%
输出电压范围：3~10.5vdc 输出电流：700ma
对于输入电压、负载led变化情况下，我们测试得到如下交叉调整率结果：
图5可以看到，由于闭环控制，在设计的正常工作范围内，输出电流维持定值，单颗系统可以认为是恒定的输出电流，即线性、负载调整率理论值是0。量产时，由于参数一致性分布，大量数据表明，恒流精度小于±0.9%.
对于输出电感变化，我们测试到如下结果：
图6反映的是电感大范围变化(设计标称值68uh)时，输出电流的变化，如左图。如果这种测试用于目前市场上开环系统芯片，电流会出现线性的大范围波动，如右图。而du2401 闭环的方式，使得输出电流依然保持±0.9%以内的恒流精度。充分说明了闭环系统对于整个系统恒流精度提高的重要性。
基于图4的极简线路，如图9、图10显示，此方案可以在非常小的尺寸下实现3w的输出功率。这样的小尺寸，对于空间狭小，要求很高的射灯，有实际的意义。高功率密度是led 灯具对 led 驱动电源提出的要求，更优的控制方式是实现更高的功率密度的根本途径。
由图11可以看到基于truecc专利技术的高性能led射灯方案成本只有1.45元，成本上优势很大。
4 结论
全闭环控制，检测输出电流，来发出pwm信号，是真正的恒流电源驱动控制技术。实验表明，相对于其他非闭环的方案，这种独有的闭环恒流控制技术使输出电流精度有了质的飞跃，使整机电源在全电压、全负载、电感变化范围内的电流精度达到行业内目前最高的±0.9%
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如图1所示，电路是buck降压结构，芯片控制的是mosfet的源极，这是一种开环的恒流电流控制方式，控制原理如下：
芯片内部有两个比较器，其比较参考电平分别为vpk和vvalley，与之比较的是rs两端的电压。
vin上电时，电感l和电流采样电阻rs的初始电流为零，led输出电流也为零。这时候，cs比较器的输出为高，内部功率开关导通，sw的电位为低。电流通过电感l、电流采样电阻rs、led和内部功率开关从vin流到地，电流上升的斜率由vin、电感l和led压降决定，在rs上产生一个压差vcs， 当(vin-vcs) >vpk时，cs比较器的输出变低，内部功率开关关断，电流以另一个斜率流过电感l、电流采样电阻rs、led和肖特基二极管d，当vin-vcs 90%
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图5可以看到，由于闭环控制，在设计的正常工作范围内，输出电流维持定值，单颗系统可以认为是恒定的输出电流，即线性、负载调整率理论值是0。量产时，由于参数一致性分布，大量数据表明，恒流精度小于±0.9%.
对于输出电感变化，我们测试到如下结果：
图6反映的是电感大范围变化(设计标称值68uh)时，输出电流的变化，如左图。如果这种测试用于目前市场上开环系统芯片，电流会出现线性的大范围波动，如右图。而du2401 闭环的方式，使得输出电流依然保持±0.9%以内的恒流精度。充分说明了闭环系统对于整个系统恒流精度提高的重要性。
基于图4的极简线路，如图9、图10显示，此方案可以在非常小的尺寸下实现3w的输出功率。这样的小尺寸，对于空间狭小，要求很高的射灯，有实际的意义。高功率密度是led 灯具对 led 驱动电源提出的要求，更优的控制方式是实现更高的功率密度的根本途径。
由图11可以看到基于truecc专利技术的高性能led射灯方案成本只有1.45元，成本上优势很大。
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全闭环控制，检测输出电流，来发出pwm信号，是真正的恒流电源驱动控制技术。实验表明，相对于其他非闭环的方案，这种独有的闭环恒流控制技术使输出电流精度有了质的飞跃，使整机电源在全电压、全负载、电感变化范围内的电流精度达到行业内目前最高的±0.9%
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