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基于TRUEC2时间的LED日光灯驱动计划打算

来源:波音国际日期:2018/04/14 浏览:

  本文介绍的这种极简线W驱动方案,尺寸小于一枚一元硬币,成本是目前市场主流方案的一半左右,是顺应这种“苛刻”要求而生的。简单即完美的哲学在这种方案里发挥得淋漓尽致。

  针对LED照明负载特点,目前非隔离式的恒流驱动电源的拓扑结构基本上是BUCK降压结构。非隔离LED恒流控制技术的发展分为三代,从最初的固定频率模式,到后来的固定关断时间模式,严格说都不是真正的闭环恒流,一直发展到今天,所使用的是第三代非隔离控制技术闭环算法,称为TRUEC2的控制策略。上海占空比半导体公司的DU8618芯片,基于TRUEC2驱动技术,对于各种外围元件不敏感,这就在提高可靠性和精度的同时,降低了整体方案的成本。

  所谓的闭环,即真正检测输出电流值,以此为标准来发出PWM信号。所谓开环,不以检测到的输出电流值来做发出PWM信号的参考。从电路拓扑上,二者没有区别,都是非隔离的BUCK降压拓扑。但是在芯片内部有两个基准,一个是峰值基准,一个是平均值基准。芯片检测到电感电流信号,做专利技术处理,如图1 TRUEC2部分做积分处理及峰值控制。这样,就检测到了电感电流的平均值,也就是输出电流的平均值。芯片针对检测到的值,控制输出占空比,实现了闭环控制。这种控制结构,使得线路极为简单,由于闭环控制电流,相比于开环方式,此线路短路亦恒流。这在生产应用中是非常重要的,这相当于大大降低了系统发生故障的风险。使得这种方案不仅在性能上有了质的飞跃,在可靠性上也大大提高。DU8618集成了1A的高压MOSFET,又将简化线路做到了极致,通过低电流、高电压的设计,降低损耗,让1A MOSFET集成封装于小体积的SOP8中,可以胜任所有18W以内的非隔离LED驱动需求。

  DU8618是基于TRUEC2技术,专门用于18W LED非隔离日光灯驱动的芯片。

  图2原理图显示,实现18W的输出功率,方案所需的所有元件为仅14个。图3、图4的直观显示表明,该方案小于一枚一元硬币。上文介绍的先进的控制方式是实现更高的功率密度的根本原因。实际意义并不仅仅是提高了功率密度。技术进步所带来的还包括:线路更简单、成本降低、恒流精度更高。95%的效率高于市场大部分方案,小电流、高电压的设计思路是实现如此高效率的关键。

  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5:系统线的线,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。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

  高负载调整率的实际意义是多套灯负载可以用一套电源。例如12串输出是36V左右,24串输出是72V左右,如果设计电流值相同,可以使用同一套电源,对于电源厂,在生产中对于备料、库存管理有显着价值。值得一提的是,如图6,此系统在短路的时候依然实现了恒流,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5、6可以看到,由于闭环控制,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出电流,即线%.量产时,由于参数一致性分布,大量试产数据表明,恒流精度小于±2%.

  总成本BOM成本低于$3.5.这个成绩跟某些阻容降压或者线性高压方案比,算不上特别,但考虑到这样的线性调整率、负载调整率以及系统效率,以及没有任何工频纹波的输出恒流效果,笔者无意盲从众生,高举“低成本”的噱头,只想表达简单的设计哲学在成本核算时体现得淋漓尽致。

  笔者认为,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。其更高的效率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。某些低价隔离方案,事实上完全没有达到隔离的安规,剑走偏锋,不利于长远发展。

  好在LED行业目前是个典型的短周期行业,技术而非资本是核心竞争力。大胆的预测:

  - 隔离单级PF高纹波的方案迟早被“一级半”方案(高PF、低纹波、体积紧凑)所替代。

  - 成熟“一级半”方案大量面市之前,非隔离方案将渐渐夺取隔离方案的份额。

  - 非隔离方案亦朝两个方向发展:一个是高端填谷式高效率、高PF、低纹波方案。一个是本文的全闭环超高性价比方案,其目标是让LED日光灯在维持高品质的情况下,让市场售价迫近30元人民币,会引起市场爆发。

  调光方案,虽然伴随着顽固的在墙上的可控硅会存留,并且有大量弃而不舍的厂商尝试做“全兼容方案”,但随着先进LED调光技术的兴起,将退出历史舞台。取而代之的方案将给人们非常新颖的光体验。责任编辑;zl

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