‌STMicroelectronics HVLED101大功率因数反激式控制器技术解析

STMicroelectronics HVLED101大功率因数反激式控制器是具有增强型峰值电流模式的控制器。STMicroelectronics HVLED101主要控制输出功率最高达180W的大功率因数（HPF）反激式或降压-升压式拓扑。此款器件还可以实施其他一些拓扑，如降压、升压和SEPIC。输出电压的初级侧调节和光耦合器控制可以独立应用在芯片上，在空载条件下利用精确的调节和非常低的待机功率。

数据手册；*附件：STMicroelectronics HVLED101大功率因数反激式控制器数据手册.pdf

特性

• 准谐振（QR）拓扑
• 输出电压的初级侧调节
• 用于次级侧稳压回路的直接光耦合器连接
• 通用和扩展范围内的大功率因数和低THD（满载时PF > 0.9、THD < 5%、1/3负载时 < 10%）
• 800V快速高压启动
• 空载和待机条件下极低的输入功率
• 集成输入电压检测（实现大功率因数能力）、直流电源轨检测和保护触发
• 可编程频率折返，具有谷值锁定功能，实现无噪声运行
• 可编程掉电和输入过压保护
• 智能自动重启定时器（ART）确保设备无闭锁
• 输入引脚，用于通过NTC管理实现远程保护（阈值迟滞和线性化）

框图

STMicroelectronics HVLED101大功率因数反激式控制器技术解析‌

‌引言‌
STMicroelectronics HVLED101是一款专为大功率LED驱动设计的高性能反激式控制器，集成功率因数校正（PFC）、多模式控制和全面保护功能。其创新高压启动技术与灵活的拓扑兼容性，使其适用于180W以下的高功率因数LED驱动方案。本文基于数据手册内容，深入解析其核心特性、工作原理及典型应用。

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‌一、核心特性与优势‌

1. ‌高效率与高功率因数‌
   • 准谐振（QR）拓扑结合初级侧调节（PSR），实现全电压范围内功率因数>0.9、总谐波失真（THD）<5%（满载）及<10%（1/3负载）
   • 800V高压快速启动技术，无需外部启动元件，降低系统成本与体积。
2. ‌低功耗与智能管理‌
   • 空载及待机条件下极低输入功耗，满足能效标准。
   • 自适应频率折返与谷底锁定功能，优化轻载效率并抑制噪声。
3. ‌多重保护机制‌
   • 输入欠压/过压保护、开环保护、输出短路保护及智能自动重启定时器（ART），确保系统可靠性。

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‌二、关键功能模块解析‌

‌1. 输入电压检测与PFC控制‌

HVSU引脚直接连接整流桥输出，通过内部高压单元监测输入电压，实现无外部元件的PFC调节。结合DLY/CFG引脚配置，可设定输入保护阈值（如浪涌与欠压锁定）。

‌2. 双闭环控制架构‌

• ‌初级侧调节（PSR）模式‌：通过FB引脚连接补偿网络，直接采样输出电压，简化隔离设计。
• ‌次级侧调节（SSR）模式‌：OPTO引脚直接驱动光耦，实现精确的二次侧反馈控制。

‌3. 谷底锁定与频率管理‌

VL引脚通过外部电阻设置频率折返深度，结合内部谷底计数器，在轻载时锁定开关频率于谐振谷底，降低开关损耗与EMI。

‌4. 电流检测与补偿‌

CS引脚连接电流检测电阻，内部集成前沿消隐（LEB）与传播延迟补偿（通过RFF电阻），避免误触发并提升电流精度。

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‌三、典型应用方案‌

‌ 方案1：PSR反激拓扑（图3） ‌

• 适用于非隔离LED驱动，通过ZCD引脚检测变压器退磁信号，实现输出电压采样与零电流开关。

‌ 方案2：SSR反激拓扑（图4） ‌

• 采用光耦反馈，支持更宽的输出电压范围，适合高精度调光应用。

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‌四、设计要点与引脚配置‌

‌引脚‌	‌功能‌
‌HVSU‌	高压启动及输入电压检测，支持AC/DC直接连接（1kΩ限流电阻）。
‌DLY/CFG‌	配置保护阈值与开关延迟（RC网络：R=22-560kΩ, C=10pF-100nF）。
‌VL‌	控制频率折返与谷底锁定，需外接电阻至SGND。
‌ZCD‌	零电流检测、输出采样及延迟补偿，关键参数由RZCD与CDLY设定。

‌注意事项‌：

• FAULT引脚未使用时需接33kΩ电阻至SGND；
• THD引脚需使用贴片陶瓷电容并靠近器件布局，以优化抗噪性能。

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‌五、封装与可靠性‌

采用SOP14封装（ECOPACK环保认证），尺寸为8.55×3.8mm（最小），支持自动化贴装。内部智能重启机制（ART）确保故障后安全恢复，避免锁死问题。