小尺寸非隔離恆流18WLED日光燈驅動方案

進入2013年，我們切身感受到了LED行業發展的陣陣暖意。目前有好幾個趨勢正在推動LED照明市場的發展。首先是高亮度LED效率的不斷提升和高效率高可靠性恆流LED驅動電源的不斷湧現，其次是全球立法禁止白熾燈照明和CFL節能燈的逐步淡出(它含有對環境有害的水銀)。這些因素綜合起來正使得LED照明成為一個長期的發展趨勢。更重要的是，低成本(包括LED燈珠、散熱系統和LED驅動器)是消費者廣泛採用LED通用照明的原始推動力。除了節能減排的重大使命以外，LED相比於其他光源更可控的特點使其可能革命性的豐富人們的用光環境，提供許多新穎的光影世界。而實現這些應用最為關鍵的環節就是驅動：LED光源的大腦。更小體積、更少元件、更低成本、更強大，這些是市場對LED驅動電源的「苛刻」要求。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/175037.htm

本文介紹的這種極簡線路18W LED日光燈驅動方案，尺寸小於一枚一元硬幣，成本是目前市場主流方案的一半左右，是順應這種「苛刻」要求而生的。簡單即完美的哲學在這種方案裡發揮得淋漓盡致。

2.1 第三代非隔離LED恆流控制技術閉環算法TRUEC2簡介

針對LED照明負載特點，目前非隔離式的恆流驅動電源的拓撲結構基本上是BUCK降壓結構。非隔離LED恆流控制技術的發展分為三代，從最初的固定頻率模式，到後來的固定關斷時間模式，嚴格說都不是真正的閉環恆流，一直發展到今天，所使用的是第三代非隔離控制技術閉環算法，稱為TRUEC2的控制策略。上海佔空比半導體公司的DU8618晶片，基於TRUEC2驅動技術，對於各種外圍元件不敏感，這就在提高可靠性和精度的同時，降低了整體方案的成本。

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。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。從電路拓撲上，二者沒有區別，都是非隔離的BUCK降壓拓撲。但是在晶片內部有兩個基準，一個是峰值基準，一個是平均值基準。晶片檢測到電感電流信號，做專利技術處理，如圖1 TRUEC2部分做積分處理及峰值控制。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。晶片針對檢測到的值，控制輸出佔空比，實現了閉環控制。這種控制結構，使得線路極為簡單，由於閉環控制電流，相比於開環方式，此線路短路亦恆流。這在生產應用中是非常重要的，這相當於大大降低了系統發生故障的風險。使得這種方案不僅在性能上有了質的飛躍，在可靠性上也大大提高。DU8618集成了1A的高壓MOSFET,又將簡化線路做到了極致，通過低電流、高電壓的設計，降低損耗，讓1A MOSFET集成封裝於小體積的SOP8中，可以勝任所有18W以內的非隔離LED驅動需求。

圖1:晶片內部TRUEC2部分模塊工作示意

2.2 DU8618集成開關簡化線路實現全閉環18W LED日光燈恆流控制

DU8618是基於TRUEC2技術，專門用於18W LED非隔離日光燈驅動的晶片。

基本電參數要求如下：

輸入電壓範圍：180~265VAC/50Hz 典型效率：>95%

輸出電壓範圍：60~180VDC 輸出電流：90mA

標稱輸出功率：18W

圖2:全閉環非隔離降壓恆流18W LED日光燈驅動電源示意圖

圖3:DU8618輸出18W非隔離LED日光燈驅動電源尺寸示意

圖4:PCB布板圖

圖2原理圖顯示，實現18W的輸出功率，方案所需的所有元件為僅14個。圖3、圖4的直觀顯示表明，該方案小於一枚一元硬幣。上文介紹的先進的控制方式是實現更高的功率密度的根本原因。實際意義並不僅僅是提高了功率密度。技術進步所帶來的還包括：線路更簡單、成本降低、恆流精度更高。95%的效率高於市場大部分方案，小電流、高電壓的設計思路是實現如此高效率的關鍵。

2.3 實驗結果

對於輸入電壓、負載LED變化情況下，我們測試得到如下線性、負載調整率結果：