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18W極高精度日光燈LED恒流控制DU8618

18W極高精度日光燈LED恒流控制DU8618
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小于非隔離高恒流精度18W LED日光燈驅(qū)動方案
摘要:TRUEC2技術(shù)非隔離BUCK拓?fù)?,來實現(xiàn)18W極高精度日光燈LED恒流控制。試驗證明,全閉環(huán)TRUEC2技術(shù)實時檢測真實輸出電流,免受輸入電壓、外部電感影響,突破性地提高了LED輸出電流的精度。集成MOSFET,簡化外圍線路;控制方式免受電感影響。體積小可內(nèi)置于日光燈燈頭,是理想的非隔離恒流驅(qū)動方案。最后,對于LED驅(qū)動電源未來發(fā)展趨勢及其擔(dān)憂,筆者提出了自己的觀點。
關(guān)鍵詞:TRUEC2 LED恒流控制 全閉環(huán)電流控制 DU8618
LED Constant Current Control Solution based on TRUEC2 Technology
Abstract: This paper presents the principle of a non-isolated BUCK topology based on TRUEC2 constant current control, using integrated MOSFET PWM control IC: Duty Cycle Company’s DU8618. The experiment demonstrates that this control method can effectively increase the accuracy of the output current, which is not subject to the line voltage and external inductor. The Robustness is also increased compare with open loop control solution. The integration of MOFET results in the decreasing of external components, which in turn decreases total cost. A very cost-effective 18W Tube LED solution is detailed illuminated here.
Keyword: TRUEC2 /LED Constant Current Control / Close loop current control/ DU8618
1 引 言
進入2013年,我們切身感受到了LED行業(yè)發(fā)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(fā)展。首先是高亮度LED效率的不斷提升和高效率高可靠性恒流LED驅(qū)動電源的不斷涌現(xiàn),其次是全球立法禁止白熾燈照明和CFL節(jié)能燈的逐步淡出(它含有對環(huán)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(fā)展趨勢。更重要的是,低成本(包括LED燈珠、散熱系統(tǒng)和LED驅(qū)動器)是消費者廣泛采用LED通用照明的原始推動力。除了節(jié)能減排的重大使命以外,LED相比于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(huán)境,提供許多新穎的光影世界。而實現(xiàn)這些應(yīng)用最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是驅(qū)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(qū)動電源的“苛刻”要求。
本文介紹的這種極簡線路18W LED日光燈驅(qū)動方案,尺寸小于一枚,成本是目前市場主流方案的一半左右,是順應(yīng)這種“苛刻”要求而生的。簡單即完美的哲學(xué)在這種方案里發(fā)揮得淋漓盡致。
2. 1第三代非隔離LED恒流控制技術(shù)閉環(huán)算法TRUEC2簡介
針對LED照明負(fù)載特點,目前非隔離式的恒流驅(qū)動電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本上是BUCK降壓結(jié)構(gòu)。非隔離LED恒流控制技術(shù)的發(fā)展分為三代,從最初的固定頻率模式,到后來的固定關(guān)斷時間模式,嚴(yán)格說都不是真正的閉環(huán)恒流,一直發(fā)展到今天,所使用的是第三代非隔離控制技術(shù)閉環(huán)算法,稱為TRUEC2的控制策略。上海占空比半導(dǎo)體公司的DU8618芯片,基于TRUEC2驅(qū)動技術(shù),對于各種外圍元件不敏感,這就在提高可靠性和精度的同時,降低了整體方案成本。
所謂的閉環(huán),即真正檢測輸出電流值,以此為標(biāo)準(zhǔn)來發(fā)出PWM信號。所謂開環(huán),不以檢測到的輸出電流值來做發(fā)出PWM信號的參考。從電路拓?fù)渖希邲]有區(qū)別,都是非隔離的BUCK降壓拓?fù)?。但是在芯片?nèi)部有兩個基準(zhǔn),一個是峰值基準(zhǔn),一個是平均值基準(zhǔn)。芯片檢測到電感電流信號,做專利技術(shù)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。芯片針對檢測到的值,控制輸出占空比,實現(xiàn)了閉環(huán)控制。這種控制結(jié)構(gòu),使得線路極為簡單,由于閉環(huán)控制電流,相比于開環(huán)方式,此線路短路亦恒流。這在生產(chǎn)應(yīng)用中是非常重要的,這相當(dāng)于大大降低了系統(tǒng)發(fā)生故障的風(fēng)險。使得這種方案不僅在性能上有了質(zhì)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,可以實現(xiàn)所有18W以內(nèi)的非隔離LED驅(qū)動需求。

2.2 DU8618集成開關(guān)簡化線路實現(xiàn)全閉環(huán)18WLED日光燈恒流控制

DU8618是基于TRUEC2技術(shù),專門用于18WLED日光燈驅(qū)動的芯片。
DU8618實現(xiàn)一個典型非隔離LED日光燈應(yīng)用,基本電參數(shù)要求如下:
輸入電壓范圍:180~265VAC/50Hz 典型效率:>95%
輸出電壓范圍:60~180VDC 輸出電流:90mA
標(biāo)稱輸出功率:18W


實現(xiàn)18W的輸出功率,方案所需的所有元件為僅12個。該方案小于一枚。上文介紹的先進的控制方式是實現(xiàn)更高的功率密度的根本原因。實際意義并不僅僅是提高了功率密度。技術(shù)進步所帶來的還包括:線路更簡單、成本降低、恒流精度更高。95%的效率高于市場大部分方案,小電流、高電壓的設(shè)計思路是實現(xiàn)如此高效率的關(guān)鍵。
2.3 實驗結(jié)果
對于輸入電壓、負(fù)載LED變化情況下,我們測試得到如下線性、負(fù)載調(diào)整率結(jié)果:


這是因為芯片逐周期閉環(huán)控制,立刻響應(yīng),不會引起輸出電流變化。在實現(xiàn)如此理想的線性調(diào)整率的同時,還省卻了第二代控制芯片因為線性補償?shù)脑S多外圍元器件,簡單即完美的哲學(xué)在此設(shè)計中再一次體現(xiàn)。

高負(fù)載調(diào)整率的實際意義是多套燈負(fù)載可以用一套電源。例如12串輸出是36V左右,24串輸出是72V左右,如果設(shè)計電流值相同,可以使用同一套電源,對于電源廠,在生產(chǎn)中對于備料、庫存管理有顯著價值。值得一提的是,如圖6,此系統(tǒng)在短路的時候依然實現(xiàn)了恒流,這就意味著:1. 短路保護通過最安全的方式實現(xiàn)。2. 這是真正意義的全負(fù)載恒流。
圖5、6可以看到,由于閉環(huán)控制,在設(shè)計的正常工作范圍內(nèi),輸出電流維持定值,單顆系統(tǒng)可以認(rèn)為是恒定的輸出電流,即線性調(diào)整率接近0,負(fù)載調(diào)整率為±0.5%。量產(chǎn)時,由于參數(shù)一致性分布,大量試產(chǎn)數(shù)據(jù)表明,恒流精度小于±2%.

下面我們來看一下元件清單。
BOM LIST
18W單電壓非隔離高恒流精度LED驅(qū)動電源  
元件類型 型號描述 用量 位號 批量成本
貼片電阻 RES-SMD-1206-220K-5%-0.

免責(zé)聲明:以上所展示18W極高精度日光燈LED恒流控制DU8618的信息由自行提供,內(nèi)容的真實性、準(zhǔn)確性和合法性由發(fā)布企業(yè)負(fù)責(zé)。百方網(wǎng)建議優(yōu)先選擇由中國電器供應(yīng)商提供的18W極高精度日光燈LED恒流控制DU8618
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