基于SE8510的反激隔离电源设计解决MCU的供电问题 电源, 隔离

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作者：成都星芯微电子科技有限公司 马坤

摘要

随着LED照明领域的发展，其控制方法也在逐步提高。而PWM技术利用数字输出来对模拟电路进行控制的优点被应用于众多领域。本文简要介绍了基于SE8510设计的反激隔离电源在采用单片机产生PWM波来控制LED亮度的方法的同时，解决MCU的供电问题，同时介绍了一些控制方案，调节输出电流以及调节LED色温和亮度等。

1.基于SE8510的反激式隔离电源设计

图1是SE8510反激式隔离电源系统原理图，SE8510是离线式隔离原边控制反激LED驱动控制IC。SE8510使用了一个坚固的高压隔离工艺能够承受一个输入电压达450 v的冲击，具有8-450V的宽输入电压范围。因此SE8510可以通过主线输入电压直接驱动,简化变压器的设计过程。具有准确的LED调节功能，PWM调节控制，开短路保护，过温保护等多功能。使整体应用设计比以往的方案设计变的更加简单。



图1：SE8510反激式隔离电路图

2.支持PWM调节输出电流，改变LED亮度

PWM调光通过PIN DIM加一个低频方波信号就可以实现。当PWM信号为零,门驱动器是关闭的,当PWM信号高(> 300 mv),门驱动器是启用的。LED电流与PWM波的占空比成正比。为了减少频率干扰，建议PWM控制信号的频率设定在200HZ-500HZ之间。

3.提供MCU供电系统，解决MCU控制系统供电问题

如图2所示，传统采用MCU输出PWM控制信号控制系统的原理图。在设计中，就会遇到需要给MCU的供电问题。

（1）本身设计AC-DC系统恒流输出控制LED亮度。但是MCU的供电选取。采用独立一组AC-DC电源作为MCU的供电系统。造成成本增加而且这样演变成设计2个独立的AC-DC电源。

（2）从AC-DC LED恒流驱动电源中提供电量。采用辅助绕组供电，MCU供电和AC-DC控制IC 的供电取用同一个绕组端。但是在MCU发出控制信号控制AC-DC控制IC，使AC-DC系统停止，会导致辅助绕组也掉电。造成MCU的断电现象。

（3）将MCU控制放在AC-DC 次级部分，同样的在AC-DC 系统关闭的情况下，输出电压也会下降。通常客户设计采用输出加大输出电容，使放电变慢，从而提供给MCU。造成输出电容体积和成本的加大。



图2：传统采用MCU输出控制信号控制系统图



图3：SE8510提供MCU供电，解决系统断电MCU供电问题

图3所示，SE8510内部采用了专用的供电系统专利技术。使用一个坚固的高压隔离工艺能够承受一个输入电压达450v的冲击，具有8-450V的宽输入电压范围。在IC内部增加了一个从VIN-VDD的高压供电系统。使VDD的电压为8V，并且具有5mA的带载能力（由于IC封装形式为SOP8，耗散功率的影响）。足够MCU和一些PWM产生电路正常工作(MCU工作电流2mA)。

将VDD电压通过一个小小的稳压模块，例如7805，或采用三极管组成的稳压器降到5V。提供给MCU或PWM信号产生电路。例如NE555产生的PWM占空比可调的发生电路。在MCU发出PWM低信号时，虽然SE8510系统关闭。但是由于IC内部VIN-VDD高压模块独立工作使得VDD保持一个8V的电压存在，不至于MCU断电导致程序重启。而且更加的节省外部供电系统电路带来的高成本和大体积。

4.支持多种控制模式，使设计变得更加灵活

随着LED照明使用的多样化，而且在某些特定场合更加的体现出节能环保。智能化控制已经越来越大的受到消费者的喜爱。例如在地下停车场，需要人体感应控制实现全亮和半亮的控制。如采用声控，楼梯走廊的节电控制。还有采用远程遥控控制，支持0-10V、RF等多种调光，应用场合更广。

基于SE8510设计的反激式隔离，高PFC，无频闪，声控和人体感应系统应用图。



图4：基于SE8510设计的反激式隔离高PFC，无频闪，声控和人体感应系统应用图。

虚线框内为人体红外感应控制电路和声控模块。

在拓展应用中，增加多组甚至增加遥控控制LED灯的色温，使用其中一组带载LED灯珠为冷白，另外一组带载LED灯珠为暖白。在控制MCU输出不同的信号给SE8510，控制输出不同带载的变化亮度来实现调节LED色温。




采用单组MCU控制系统控制多组LED驱动模块，实现调节LED色温，亮度变化。




采用无线控制模块，增加一个接收模块控制多组LED驱动模块。采用wifi、2.4G射频、红外遥控，蓝牙功能等技术。将改变LED亮度系统开发结合手机控制。实现LED照明的更高使命。