LED恒流控制3W功率

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1、3W功率LED恒流控制1引言随着绝缘散热材料的优化普及，非隔离驱动方案是大势所趋。更高的效率的实际意义除了降低能耗，更提高了LED灯珠使用率，降低成本，给消费者带来动力。目前中国LED标准尚耒确立，因为市场激烈竞争，H前市场3W隔离驱动方案町以达到极低成本，但存在一些问题。2市场冃前主流3W驱动电源简介3WLED球泡灯是目前消费需求量最大的市场之一，目前主流的方案是3xlW,每个灯珠3.3V300mA,通过3个灯珠串联方式形成负载，输出负载为10V/300mA.由于电网电压整流后和此输岀负载电压相差较大，所以最适合的方式是通过反激隔离降压驱动。然而

2、隔离电路结构复杂，器件较多，成本较高，效率较低，可靠性较低，不适合批量生产。与隔离电路相对地，非隔离电路线路简单，所用辭件少，体积小，成本较低，效率较高。随着帀场对成本和效率的要求，非隔离电路在小功率LED驱动领域开始登上舞台。3DU8613集成开关简化线路实现全闭环3WLED球泡灯恒流控制DU8613是一款连续电流丄作模式的降压式恒流控制器，具有3%的系统恒流精度，内部集成了500V高压MOSFET,在-•定程度上简化了外围电路，并且设定了采样电阻开路、短路保护，输出过流、短路保护,过温保护等保护功能。DU8613是基于TRUEC2技术,实现全闭

3、环高粕度的恒流控制方法，专门用于3WLED非隔离球泡灯驱动的芯片。图1所示是利用该芯片实现的一种降压驱动方案。如图1芯片CS端检测到的电感电流信号经过专利技术处理，如图2中的TRUEC2闭环恒流控制模块，就得到电感电流（即输出电流）的平均值。图1:全闭环非隔离降压恒流LED驱动电源参考示意图GNDGATEDRN图2：DU8613内部功能图CLc图3：DU8613球泡灯应川实物图及其PCB布线图4实验结果我们选择一个典型的LED球泡灯应川來做IC功能的验证，基木电参数如下:输入电压范围：18()~265VAC/5()Hz典型效率：＞88%输出电压范围

4、：3~52VDC输出电流：60mA标称输出功率：3W对于输入电压、负载LED变化情况下，我们测试得到如下线性、负载调整率结果:图4：系统线性调整率图4的线性调整率接近()，这是因为芯片逐周期闭坏控制，立刻响应，不会引起输出电流变化，有效抑制了电网电压波动引起的扰动。在实现如此理想的线性调整率的同时，还省却了第二代控制芯片因为线性补偿的许多外围元器件，简单即完美的哲学在此设计中再一次体现。Iovs.Vo80/()026.023304050FliO-«-Vin«220Vec图5：系统负载调整率图5屮的系统负载调整率为0.3%,它的实际意义是多套灯负载可

5、以用一套电源。例如12申LED输出是36V左右，24申输出是72V左右，如呆设计电流值相同，可以使用同一套电源，对于电源厂，在生产小对于备料、库存管理有显著价值。值得一•提的是，如图6,此系统在短路的吋候依然实现了恒流，这就意味着：1.短路保护通过最安全的方式实现。2.这是真正意义的全负载恒流。图6：电感调整率市而上的传统芯片利用开坏的控制技术——固定Toff的控制技术，电流推导公式如F：平均电感电流：ILav=ILpk-(l⑵xILrILpk为电感峰值电流：ILpk=Vcs/RcsILr为电感纹波电流：ILr=(Vout/L)xToff如果采用传

6、统芯片，电感的变化会引起输出电流的变化，然而在批量生产时电感的一致性很难控制。图6显示，采用DU8613芯片，在不同的功率电感下，仍然能保持输出电流怛定，因此降低了电感一致性的要求，有利于电感的批量采购，从而降低采购成本。图7：效率曲线qvsVin图8：市场某公司隔离3WLED驱动方案效率111］线图4、5、6可以看到，由于闭坏控制，在设计的正常工作范围内，输出电流维持定值,单颗系统可以认为是恒定的输岀电流，即线性调整率接近（），负载调整率为±0.3%oM：产时，由于参数一致性分布，大量试产数据表明，恒流精度小于±2%。图7显示，适当调整输入,输岀

7、标称功率3w的时候，系统效率可以在8X%以上，即使是在全电压输入范I韦I内效率也能达到86%以上。图8为市场某隔离3W方案的效率曲线。对比表叨，对于小功率LED球泡灯，非隔离从节能角度相对于隔离是一种巨人进步，如果折算到全球球泡灯耗电，这种节能减排的效果，是相当可观的。实验表明，DU8613采用全闭环悝流控制能够实现高精度恒流控制，应用于驱动3W的球泡灯，总BOM成本低于1.5元。这个成绩跟某些阻容降压或者恒流二极管方案相当，而且它的线性调整率、负载调整率、系统效率，以及没有任何工频纹波的输出恒流效果，使该芯片占有有利的优势。并口电路板器件少焊接容

8、易，有利于批量生产。由于芯片全电流反馈对外界条件的依耐性弱的特点，在原料采购上既方便又可以降低成木。5趋势展望顺应市场的需