无电解电容的3W非隔离球泡灯方案

1 引言

本文简单介绍无电解电容对于延长LED灯寿命的意义，同时简单介绍一种全新的闭环电流控制策略，详细介绍这种控制策略如何突破性提高LED输出电流精度，从开环到闭环是其本质的突破。基于这种闭环策略，提供了一种无电解电容3W球泡灯LED驱动方案，并提供了实验数据和相关波形图。

2 技术发展趋势

2.1 LED驱动电源-无电解电容的意义

为什么在LED驱动电源设计时要强调无电解电容呢?目前LED照明驱动电源的工作寿命的瓶颈就是AC-DC转换电解电容。LED灯珠的寿命是大于4万小时的，而电解电容的寿命只有几千小时，通常环境温度每上升10度，电解电容寿命缩短至一半。根据木桶原理，决定整灯寿命的是最“短命”的环节：电解电容。如果不想法拿掉电解电容，那么LED照明驱动电源的寿命与LED的寿命就很不匹配，也就很难发挥出LED照明的长工作寿命优势。这也是为什么最近业界一直在积极开发无电解电容的LED照明驱动电源的主要原因。

2.2 全闭环的恒流控制的价值

图1:全闭环非隔离降压恒流LED驱动电源参考意图

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。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。从电路拓扑上，二者没有区别。但是在芯片内部对检测到的如图1 CS脚电感电流信号，做专利技术处理，如图2 TRUEC2部分。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。

图2:DU8623内部功能图

3 实验验证

我们选择了一个典型LED球泡灯应用来做IC功能验证，基本电参数要求如下：

输入电压范围：180~264VAC/50Hz 功率因数： >0.5 效率：>88%

输出电压范围：3~50VDC 输出电流：60mA

图3:DU8623球泡灯应用原理图

对于输入电压、负载LED变化情况下，我们测试得到如下交叉调整率结果：

图4可见，线性调整率为0,因为全闭环控制逐周期精确控制，输入有任何变化，芯片会马上检测到并作相关的调整以便得到同样的输出;同理，如图5及图6,当输出电压变化，电感量变化时，芯片也会作相关的调整;正是因为我们的全闭环高精度恒流控制方法，使电源做到了真正的恒流。这样，量产的一致性可以控制到小于±1%.