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非隔离取代隔离是必然趋势

发布时间:2020-06-30 19:40:23 阅读: 来源:金属穿线管厂家

本文引用地址:文章首先剖析了目前市场最大用量主流的3W LED球泡灯方案,隔离3×1W。提出这种方案的优缺点,基于这种优缺点,提出了日后方案的市场发展方向。中国LED标准的选择,将基于市场上最优化的方案。顺应市场发展,本文应用上海占空比半导体公司的DU8613芯片,基于非隔离BUCK拓扑提供了一种3W球泡灯LED恒流控制驱动方案,并提供了实验数据和相关波形图,并且展望了非隔离驱动的发展空间。

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标准尚未确立,因为市场激烈竞争,目前市场3W隔离驱动方案可以达到极低成本,但存在一些问题。

2 市场目前主流3W驱动电源简介

3W LED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3×1W,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出负载电压相差较大,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,所用器件少,体积小,成本较低,效率较高。随着市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。

3 DU8613集成开关简化线路实现全闭环3WLED球泡灯恒流控制

DU8613是一款连续电流工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,在一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,实现全闭环高精度的恒流控制方法,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。芯片通过检测到的不同的输出电流平均值控制开关管占空比,从而实现闭环控制。

图1:全闭环非隔离降压恒流LED驱动电源参考示意图

图2:DU8613内部功能图

图3:DU8613球泡灯应用实物图及其PCB布线图

4 实验结果

我们选择一个典型的LED球泡灯应用来做IC功能的验证,基本电参数如下:

输入电压范围:180~265VAC/50Hz 典型效率:>88%

输出电压范围: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0,这是因为芯片逐周期闭环控制,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。

图5:系统负载调整率

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