無電解電容也能實現的3W非隔離球泡燈方案
發布時間:2018-01-04 責任編輯:lina
技術發展趨勢
LED驅動電源-無電解電容的意義
為什麼在LED驅動電源設計時要強調無電解電容呢?目前LED照明驅動電源的工作壽命的瓶頸就是AC-DC轉換電解電容。LED燈珠的壽命是大於4萬小時的,而電解電容的壽命隻有幾千小時,通常環境溫度每上升10度,電解電容壽命縮短至一半。根據木桶原理,決定整燈壽命的是最“短命”的環節:電解電容。如果不想法拿掉電解電容,那麼LED照明驅動電源的壽命與LED的壽命就很不匹配,也就很難發揮出LED照明的長工作壽命優勢。這也是為什麼最近業界一直在積極開發無電解電容的LED照明驅動電源的主要原因。
全閉環的恒流控製的價值

圖1:全閉環非隔離降壓恒流LED驅動電源參考意
所謂開環,不以檢測到的輸出電流值來做發出PWM信號的參考。所謂的閉環,即真正檢測輸出電流值,以此為標準來發出PWM信號。從電路拓撲上,二者沒有區別。但是在芯片內部對檢測到的如圖1 CS腳電感電流信號,做專利技術處理,如圖2 TRUEC2部分。這樣,就檢測到了電感電流的平均值,也就是輸出電流的平均值。芯片針對檢測到的值,控製輸出占空比,實現了閉環控製。

圖2:DU8623內部功能圖
實驗驗證
我們選擇了一個典型LED球泡燈應用來做IC功能驗證,基本電參數要求如下:
輸入電壓範圍:180~264VAC/50Hz
功率因數: >0.5 效率:>88%輸出電壓範圍:3~50VDC 輸出電流:60mA

圖3:DU8623球泡燈應用原理圖
對於輸入電壓、負載LED變化情況下,我們測試得到如下交叉調整率結果:
圖4可見,線性調整率為0,因為全閉環控製逐周期精確控製,輸入有任何變化,芯片會馬上檢測到並作相關的調整以便得到同樣的輸出;同理,如圖5及圖6,當輸出電壓變化,電感量變化時,芯片也會作相關的調整;正是因為我們的全閉環高精度恒流控製方法,使電源做到了真正的恒流。這樣,量產的一致性可以控製到小於±1%.

圖4:線性調整率

圖5:負載調整率

圖6:電感調整率
如果按照市麵上的傳統的芯片,用用開環的控製技術-固定Toff的控製技術,電流推導公式如下:

這種開環控製技術是基於輸出電壓相對恒定(即LED串聯數量不變),主電感感量確定的情況下,芯片通過提供一個恒定的關斷時間和Vcs比bi較jiao基ji準zhun,從cong而er實shi現xian當dang輸shu入ru電dian壓ya在zai一yi個ge比bi較jiao寬kuan的de範fan圍wei內nei變bian化hua時shi,恒heng定ding輸shu出chu電dian流liu的de目mu的de。但dan是shi電dian網wang的de波bo動dong和he功gong率lv電dian感gan的de批pi量liang生sheng產chan的de一yi致zhi性xing很hen難nan控kong製zhi,LED的Vf會隨溫度變化等的影響,都會影響到輸出電流的變化。所以此種控製方法很難達到真正的恒流,也不利於生產的一致性。
正是DU8623的(de)係(xi)統(tong)是(shi)使(shi)用(yong)全(quan)閉(bi)環(huan)高(gao)精(jing)度(du)的(de)恒(heng)流(liu)控(kong)製(zhi)方(fang)法(fa),減(jian)少(shao)了(le)整(zheng)機(ji)係(xi)統(tong)對(dui)外(wai)界(jie)條(tiao)件(jian)高(gao)度(du)一(yi)致(zhi)的(de)依(yi)賴(lai)性(xing),同(tong)一(yi)款(kuan)電(dian)源(yuan),對(dui)應(ying)不(bu)同(tong)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya),不(bu)同(tong)的(de)功(gong)率(lv)電(dian)感(gan),輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)依(yi)然(ran)保(bao)持(chi)±0.9%以內的恒流精度。充分說明了閉環係統對於整個係統恒流精度提高的重要性。例如輸出電壓可以做50V,或者40V、30V等(deng),這(zhe)樣(yang),不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)減(jian)少(shao)因(yin)為(wei)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)不(bu)同(tong)而(er)需(xu)要(yao)不(bu)同(tong)的(de)電(dian)感(gan)的(de)備(bei)料(liao)及(ji)庫(ku)存(cun),還(hai)可(ke)以(yi)增(zeng)加(jia)同(tong)一(yi)款(kuan)料(liao)的(de)采(cai)購(gou)量(liang)而(er)進(jin)一(yi)步(bu)降(jiang)低(di)采(cai)購(gou)成(cheng)本(ben),減(jian)少(shao)呆(dai)滯(zhi)料(liao)的(de)存(cun)放(fang)。並(bing)且(qie)還(hai)要(yao)達(da)到(dao)更(geng)好(hao)的(de)恒(heng)流(liu)效(xiao)果(guo)!
結論
全閉環控製,檢測輸出電流,來發出PWMxinhao,shizhenzhengdehengliudianyuanqudongkongzhijishu。shiyanbiaoming,xiangduiyuqitafeibihuandefangan,zhezhongduyoudebihuanhengliukongzhijishushishuchudianliujingduyoulezhidefeiyue,shizhengjidianyuanzaiquandianya、全負載、電感變化範圍內的電流精度達到行業內目前最高的±0.9%.基於此閉環控製技術,DU8623集成1A高壓MOSFET,並且根據某些應用要求省略了電解電容,這就提供了一種高恒流精度,低成本、壽命優化的產品。
目前LED驅動供應商層出不窮,各種方案百花齊放。對於新興的LED市場,爆發在即,但其特點是“短周期”.何謂“短周期”即方案的變化、更新十分迅速。所以能夠貼近一線市場、迅速響應提供方案的IC設計公司才能夠笑到最後,才能夠最終把握趨勢,引領市場技術革新。
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