無(wú)電解電容的3W非隔離球泡燈方案

1 引言

本文簡(jiǎn)單介紹無(wú)電解電容對(duì)于延長(zhǎng)LED燈壽命的意義，同時(shí)簡(jiǎn)單介紹一種全新的閉環(huán)電流控制策略，詳細(xì)介紹這種控制策略如何突破性提高LED輸出電流精度，從開(kāi)環(huán)到閉環(huán)是其本質(zhì)的突破?；谶@種閉環(huán)策略，提供了一種無(wú)電解電容3W球泡燈LED驅(qū)動(dòng)方案，并提供了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和相關(guān)波形圖。

2 技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

2.1 LED驅(qū)動(dòng)電源-無(wú)電解電容的意義

為什么在LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)時(shí)要強(qiáng)調(diào)無(wú)電解電容呢?目前LED照明驅(qū)動(dòng)電源的工作壽命的瓶頸就是AC-DC轉(zhuǎn)換電解電容。LED燈珠的壽命是大于4萬(wàn)小時(shí)的，而電解電容的壽命只有幾千小時(shí)，通常環(huán)境溫度每上升10度，電解電容壽命縮短至一半。根據(jù)木桶原理，決定整燈壽命的是最“短命”的環(huán)節(jié)：電解電容。如果不想法拿掉電解電容，那么LED照明驅(qū)動(dòng)電源的壽命與LED的壽命就很不匹配，也就很難發(fā)揮出LED照明的長(zhǎng)工作壽命優(yōu)勢(shì)。這也是為什么最近業(yè)界一直在積極開(kāi)發(fā)無(wú)電解電容的LED照明驅(qū)動(dòng)電源的主要原因。

2.2 全閉環(huán)的恒流控制的價(jià)值

圖1:全閉環(huán)非隔離降壓恒流LED驅(qū)動(dòng)電源參考意圖

所謂開(kāi)環(huán)，不以檢測(cè)到的輸出電流值來(lái)做發(fā)出PWM信號(hào)的參考。所謂的閉環(huán)，即真正檢測(cè)輸出電流值，以此為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)發(fā)出PWM信號(hào)。從電路拓?fù)渖?，二者沒(méi)有區(qū)別。但是在芯片內(nèi)部對(duì)檢測(cè)到的如圖1 CS腳電感電流信號(hào)，做專(zhuān)利技術(shù)處理，如圖2 TRUEC2部分。這樣，就檢測(cè)到了電感電流的平均值，也就是輸出電流的平均值。芯片針對(duì)檢測(cè)到的值，控制輸出占空比，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制。

圖2:DU8623內(nèi)部功能圖

3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

我們選擇了一個(gè)典型LED球泡燈應(yīng)用來(lái)做IC功能驗(yàn)證，基本電參數(shù)要求如下：

輸入電壓范圍：180~264VAC/50Hz 功率因數(shù)： >0.5 效率：>88%

輸出電壓范圍：3~50VDC 輸出電流：60mA

圖3:DU8623球泡燈應(yīng)用原理圖

對(duì)于輸入電壓、負(fù)載LED變化情況下，我們測(cè)試得到如下交叉調(diào)整率結(jié)果：

圖4可見(jiàn)，線性調(diào)整率為0,因?yàn)槿]環(huán)控制逐周期精確控制，輸入有任何變化，芯片會(huì)馬上檢測(cè)到并作相關(guān)的調(diào)整以便得到同樣的輸出;同理，如圖5及圖6,當(dāng)輸出電壓變化，電感量變化時(shí)，芯片也會(huì)作相關(guān)的調(diào)整;正是因?yàn)槲覀兊娜]環(huán)高精度恒流控制方法，使電源做到了真正的恒流。這樣，量產(chǎn)的一致性可以控制到小于±1%.