LED顯示屏與電力電子討論區

隨著近年來攜帶性電子產品的盛行， 3C 產品體積微小化已是不可逆的趨勢。 Ceramic capacitors 其 Low ESR & High RMS current 的基本特性也使得電子產品可兼顧微小化且不需要犧牲產品壽命，也因此 Ceramic capacitors 的普及性越來越高。然相較於傳統常見的 Electrolytic capacitors ，使用 Ceramic capacitors 有可能導致輸入電壓突波的現象。此現象在使用電池搭配長電力線的產品尤其明顯，例如車用電子相關應用領域。         以下將透過一個簡單的車用 LED driver Board 系統示意圖來進行說明，下如圖一。圖一由左至右分別是是電池的簡易模型、電池到車燈的電力線、供電給車燈的開關及常見的 Buck LED driver 架構示意圖。其中電力線的部分請想像是有寄生電容及雜散電感的存在。當 SW 開啟瞬間可想像為車燈開啟瞬間，因此當車燈打開瞬間 LED Driver Board 的輸入電容 C IN 會被電池瞬間充電。因為充電路徑上有電感的緣故，因此在充電過程中會有震盪的現象，也因此假設系統原本為 12V 的電池，但在 LED Driver Board 的 C IN 上可能會出現電池電壓的 1.5 倍甚至 2 倍以上的電壓。 而後隨著 C IN 電壓的上升，最終 C IN 電壓將會等於電池電壓。 圖一、車用 LED driver Board 系統示意圖 突波電壓的產生，將導致 LED Driver Board 的可靠度下降，目前這類型問題有以下幾個常用的系統解法可以使用。 A: 增加輸入電容容值、 B: 輸入電容的類型從 Ceramic Capacitors 更換成 Electrolytic capacitors 、 C: 輸入串聯電阻、 D: 輸入端並聯 TVS 。其中 C & D 的系統示意圖如下圖二所示。其實透過上方對突波電壓生成的成因，即可理解到以上 A~C 的系統解法為何有效。然所有的系統解法都有其副作用，例如 : A: 增加輸入電容容值，很有可能就會有 PCB 空間與成本增加的副作用。 B: 從 Ceramic Capacitors 修改為 Electrolytic capacitors ， Drive

在 100W 以內的應用條件下， Flyback 是一種具備許多優點的 SMPS 架構。例如 : 成本低、架構簡單、 isolated 或 non-isolated 、單輸入單輸出或多輸出應用。 然而產品降價是必然趨勢，因此如何提供更具備競爭優勢的產品給使用者，是每個產品都必須思考的問題。如果身為 IC design house 只是單純給客戶一個更低的價格，那將面臨的就是無止境的價格戰，因此本篇將討論如何透過降低 total bom cost 來避免無止境的價格戰。 傳統的 Flyback controller 架構如下圖一所示。其中包含有 A: initial startup circuit 、 B: Flyback Driver Power Mosfet 、 C: Pri-side snubber 、 D: Sec-side snubber 、 E: Feedback circuit 。根據圖一，我們可得知其中 A 、 B 、 E 的部分可以透過將其內建於 IC 內部，除可有效降低整體零件數以外也可以有效減少 PCB Layout 所需面積，藉此達到降低整體成本，因此圖二則是目前常見的低成本 Flyback 架構。 但這其中牽涉到專利問題以及製成的問題 ( HV startup circuit 、 primary-side regulator 、 Built-in Power Mosfet) ，在此不多加贅述。 圖一、傳統 Flyback 架構 圖二、 Low Cost Flyback 架構 然而此類產品在初問世時，推廣並不順利，原因在於傳統的 controller IC 即便缺貨，一般也都有類似的 IC 可以做 2nd source 以及把高壓 Mosfet build-in 在 IC 本體裡面，可靠度也是一個考量的點。因此許多系統廠一開始對此類的產品接受度並不高。然隨著 3C 產品的進展，低成本及縮小體積等要求下，此類產品目前已經是相當普遍的解決方案。 感謝您看到最後，若本內容有任何描述不清或者有需要修正的地方，還請不吝指教。