引言

隨著(zhù)LED照明技術(shù)的不斷發(fā)展以及LED照明燈具體積小構造簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，LED照明燈具越來(lái)越受到歡迎。但是由于LED照明燈具價(jià)格較高，使其在百姓生活中的應用并不普遍。所以為了提高LED照明產(chǎn)品的性?xún)r(jià)比，滿(mǎn)足低成本的要求,LED驅動(dòng)電源將更多地從隔離式向非隔離式過(guò)渡，總的元器件數量必須要盡可能地減少，而驅動(dòng)電源的效率和恒流質(zhì)量也要不斷提高。

目前LED非隔離驅動(dòng)主流控制方案

目前非隔離LED驅動(dòng)主流的控制方案是一種開(kāi)環(huán)的恒流控制方式。該方案的控制策略為通過(guò)設定芯片外圍電阻值來(lái)控制MOSFET的關(guān)斷時(shí)間。在每個(gè)周期開(kāi)始時(shí)，MOSFET開(kāi)通電感電流線(xiàn)性上升，當上升到最大值時(shí)MOSFET關(guān)斷，過(guò)了設定的關(guān)斷時(shí)間，MOSFET又會(huì )再次導通。調節M(mǎn)OS管的采樣電阻以及關(guān)斷時(shí)間就可以達到恒流控制的目的。這是一種簡(jiǎn)單有效地控制策略，但是由于是開(kāi)環(huán)控制，所以輸出電流會(huì )受輸入電壓波動(dòng)的影響，也會(huì )受到輸出負載變化的影響。

基于DU8633Z的吸頂燈控制方案

DU8633Z是一款連續電流工作模式的降壓式恒流控制器，專(zhuān)用于驅動(dòng)小功率LED照明應用。圖1為DU8633Z內部結構框圖。他采用獨特的閉環(huán)恒流控制專(zhuān)利——TRUEC²技術(shù)，可在寬松的外圍電感參數條件下實(shí)現高精度的輸出電流，確保批量生產(chǎn)時(shí)LED燈具亮度的一致性。DU8633Z提供了外部可編程的、高精度的輸出電流控制方案，只需要±1％精度的檢測電阻，和不太精確的濾波電感，再加上少量的外圍器件，就可以實(shí)現3%系統恒流精度。

圖2所示為DU8633Z吸頂燈控制原理圖。在上電后，母線(xiàn)電壓通過(guò)啟動(dòng)電阻給VCC引腳的電容充電，直到VCC電壓上升到啟動(dòng)閾值電壓后，芯片啟動(dòng)工作。DU8633Z內置12V穩壓管。由于芯片的典型工作電流只有200uA，因此，無(wú)需專(zhuān)門(mén)的供電電路,利用啟動(dòng)電阻就可以直接供電，既減少系統成本,又提高了系統效率。

本方案還提供了過(guò)壓保護功能。當輸出電壓超出限定值時(shí)，電路會(huì )通過(guò)輔助繞組觸發(fā)外接三極管導通，從而將VCC拉低,使電路停止工作。

圖1：DU8633Z內部結構方框圖。

圖2：基于DU8633Z的吸頂燈控制原理圖。

圖3：DU8633Z應用實(shí)物圖及其PCB布線(xiàn)圖。

實(shí)驗結果

實(shí)驗的基本電參數如下:

輸入電壓范圍：176~264VAC/50Hz
典型效率：>90%
輸出電壓范圍：3~80VDC
輸出電流：240mA
標稱(chēng)輸出功率：18W

對于輸入電壓、負載LED變化情況下，我們測試得到如下線(xiàn)性、負載調整率結果：

圖4：系統線(xiàn)性調整率。

由圖4可以看出系統的線(xiàn)性調整率幾乎接近于零，說(shuō)明系統可在寬輸入電壓和輸出電壓條件下實(shí)現高精度的輸出電流，實(shí)現恒流控制。由于DU8633Z采用獨特的閉環(huán)恒流控制專(zhuān)利——TRUEC²技術(shù)，所以只需要很少的外圍器件再加一個(gè)1%精度的檢測電阻就可以實(shí)現3%恒流控制。在實(shí)現高性能的基礎上降低了系統成本，提高了系統的性?xún)r(jià)比。

圖5：系統負載調整率。

圖5所示系統的負載調整率為0.4%。這就意味著(zhù)用一套電源系統就可以帶多套LED燈負載，在不同的負載下系統依然可以實(shí)現高精度的恒流控制，這為電源的生產(chǎn)及使用帶來(lái)了很大的方便，使之在市場(chǎng)中占有優(yōu)勢。

圖6：系統效率曲線(xiàn)。

圖6顯示系統在標稱(chēng)負載下效率可以達到90%以上。實(shí)驗表明，即使負載變化，系統的效率也在80%以上，這也順應了當今社會(huì )節能減排的要求。

通過(guò)實(shí)驗驗證表明，DU8633Z的吸頂燈控制方案可以達到很高的恒流控制精度，控制性能優(yōu)越，此外DU8633Z也集成了多重保護功能，以確保LED燈具工作穩定可靠。

輸出短路保護：DU8633Z在輸出短路的情況下，依然可以實(shí)現很好的恒流特性；
采樣電阻開(kāi)/短路保護：當采樣電阻出現開(kāi)路或短路的情況，DU8633Z會(huì )立即啟動(dòng)保護功能；
過(guò)溫保護：當芯片結溫超過(guò)150℃時(shí)，芯片會(huì )立即進(jìn)入過(guò)溫保護，直到結溫小于120℃后，自動(dòng)重啟。

由于系統外圍器件少，電路簡(jiǎn)單，所以應用方便，而且總ROM的價(jià)格低于￥2.20，更加提高了他的性?xún)r(jià)比。

發(fā)展前景展望

高性能、低成本是LED驅動(dòng)電源一直追求的目標。傳統的基于反擊變換器的隔離型驅動(dòng)電源由于其電路復雜、效率低，逐漸被結構簡(jiǎn)單、體積小、效率高的非隔離驅動(dòng)電源所代替。而市面上主流的非隔離型驅動(dòng)電源多采用開(kāi)環(huán)恒流控制，系統性能易受輸入電壓和負載變化的影響，所以可靠性不高。

基于上海占空比公司的DU8633吸頂燈控制方案不僅電路簡(jiǎn)單、體積小、成本低，而且經(jīng)實(shí)驗驗證系統性能優(yōu)越，能夠實(shí)現高精度的恒流控制，且輸出電流不受輸入電壓及負載變化的影響，真正實(shí)現恒流控制。此外系統還提供了多種保護功能，使電路工作更可靠，壽命更長(cháng)久。因此，筆者認為這一方案符合LED驅動(dòng)電源的發(fā)展要求，將逐步被市場(chǎng)所接受。