无纹波频闪线性高压LED驱动方案

无纹波频闪线性高压LED驱动（ORG8511).高压LED“高压LED”，一种是LED生产厂家提供串连好的小功率LED，如图1左图所示，它只是集成LED的一种，而右图所示的集成LED和前者的主要区别是，前者是全部串连，后者是串并联。集成LED的特点是在大晶片上采用开槽的方法，将其切割成若干小LED，然后用绝缘层把这些沟槽填平，按照串并联要求铺设连结各个LED的导线。图1高压LED不论哪一种“高压LED”，本文所讨小电流(小于100mA)，较高电压的LED论的线性高压LED驱动方案，是较驱动方案。2LED负载特性LED的负载特性如图2所示，根据LED的负载特性，高压LED需要有一种可控恒流源来控制。经过整流的工频沟通电电压，如果将此电压直接加到输出LED上面，这样的问题是无法实现恒流，即整个工频周期内经过LED电流不恒定。一.无法实现亮度的控制。二.LED灯珠寿命大大缩短。根据控制要求不同，主要的恒流控制方法有：开关电源驱动、阻容降压驱动以及线性高压驱动。二.技术路线PK2.1线性高压驱动vs.高频开关电源驱动LED灯珠负载里串接MOSFET，让MOSFET闭环受控于LED负载电流，作在线性区，使线路产生“恒流-变压”效果，这样在LED负载经过的就是恒定电流，而串接的MOSFET承受了变化的电压。这就是近似LDO(LowDropoutRegulator低压差线性稳压器)的工作原理。简单说来，这就是线性高压驱动LED的工作原理。高频开关电源驱动，是经过高频开关、磁性元器件，将沟通市电变换LED需求的电压、电流。高频开关电源驱动又分为隔绝和非隔绝两种。比与高频开关电源，线性高压方案的优点主假如：线路简单，电路工作在工频线性模式，不是工作在高频模式，省去了高频电感，同时没有EMI的问题，省去了EMC电路。而高频开关电源驱动相比于线性高压方案，在线路复杂很多，但能够灵活实现各样负载输出需求。两者应用场合不同，严格意义上讲不拥有可比性，这就比方你能够比较两种品牌的汽车的功率、扭矩等等，但你拿开汽车跟骑马比哪一种更好呢，因为马匹没有扭矩。我们接下去着重比较线性高压方案和它的主要敌手：传统阻容降压方案。2.2线性高压驱动vs.阻容降压驱动阻容降压工作原理是利用电容在一定的沟通信号频次下产生的容抗来限制最大工作电流，电容降压实际上是利用容抗限流，而电容器实际上起到一个限制电流和动向分派电容器和负载两头电压的角色。如图3所示，由于整流管的导通电阻只有几欧姆，稳压管VS的动向电阻为10欧姆左右，限流电阻R1及负载电阻一般为100~200，而滤波电容一般为100uF~1000uF，其容抗特别小，能够忽略。若用R代表除C1以外所有元器件的等效电阻，能够画出图3下列图的沟通等效电路。同时知足了>R的条件,所以能够画出电压向量由于R甚小于，R上的压降也远小于C1上的压降，所以VC1与电源电压V近似相等，即=V。根据电工原理可知：串连电容的容抗为，以1uF、50Hz沟通电为例，其容抗=3185欧姆(1/2*3.14*50*10e-6)，整流后的直流电流平均值Id。3阻容降压驱动高压LED示意前，阻容降压方案依旧是市场上存在的用量巨大的方案。存在即合，它的简单，关于LED市场阶段发展需求，起到了不可磨灭的贡献。但笔者的观点是，阻容降压无法充散发挥LED光源的两大优势：1.长寿命。极佳的可控性。长久趋势，阻容降压会渐渐被线性高压和高频开关电源驱动方案所替代。而阻容降压方案目前面对的最大直接竞争敌手，就是异军突起的线性高压方案。比较典型高压芯片ORG8511，单芯片内集成控制器，是单开关控制的经典简化方案。18WT8LED日光灯应用，使用线性高压和阻容降压两种方案，请看文的性能、成本直接对照详解。设计目标：输入电压范围：200~265VAC/50Hz效率：>82%输出电压范围：260VDC输出电流：70mA标称输出功率：18W18WT8应用线路图比较图4阻容降压应用线路图图5ORG8511线性高压原理图从上面线路图上来看，两种方案外围元器件个数相当，主假如阻容降压两个大容量高压CBB(1uF/400V*2CBB)或更大与高压线性方案控制芯片ORG8511的差别;1uF/400VCBB电容市场价大体0.8RMB左右，两个CBB与芯片的成真相当，所以这两种方案从元器件成本上来说是相当;18WT8PCB板上的对照6阻容降压应用PCB疆域(W:17mm;L:90mm)7ORG8511内置于LED灯板(W:12mm;L:1170mm)图8局部放大图一9局部放大图二上面PCBlayout能够看出，因为ORG8511方案只有一个电解是插件，它均为贴片器件，且10uF/400V电解可内置于T8灯头内，故可省略驱动电源板。而阻容降压因为其两个CBB电容(1uF/400V)的体积大且输出端还有一个电解电容(10uF/400V)，无法内置于灯板上。从整个系统上来看，由于ORG8511方省去了驱动板，工厂生产和安装上都带来方便，成本上也有下列节俭：1).RMB1.0左右。无需连结线材;2).无需驱动PCB;这使得整个系统节俭性能对照阻容降压的缺点如下：1).无法恒流，输入电压越大输出电流越大;2).正温度特性，温度越高输出电流越大;3).输出电流纹波大：为100HZ正弦波，存在严重频闪;4).耐电压冲击能力差，输出易产生过冲电流;以上缺点，致使使用阻容降压电源LED普遍光衰严重，整灯寿命短。ORG8511高壓啟動技术线性高压方案特点：1).闭环恒流;2).回授电流补偿，当出现250V以上高電壓的情况可保证LED不损坏;LED寿命长，方案安全性高3).无任何输出电流纹波：高频和低频;4）支持前切、后切、两边切可控硅调光阻容及ORG8511的测试对照：阻容测试：应用线路：测试数据：输入电总功耗输入电LED电压LED平均电PFC效率LED的功压（V）(W)流(mA)(V)流(mA)耗(W)10000138000.00110001491.100.161200.67101544.10.53694.24%0.631301.26161577.60.56994.70%1.191401.912316011.30.58694.66%1.811502.672916215.60.59694.65%2.531603.493616520.10.59895.03%3.321704.44216724.50.60192.99%4.091805.294916929.10.59692.97%4.921906.265517133.90.59192.60%5.802007.2862173390.58192.68%6.752108.286917543.90.57292.78%7.682209.377517748.80.56692.18%8.6423010.48117853.80.55792.08%9.5824011.58718058.40.5591.41%10.5125012.69418263.90.5492.30%11.6326013.810018368.70.53391.10%12.57ORG8511测试方案：应用线路图：测试数据：TestResult(2835/60mA灯珠85颗）forreferenceonly输入电总功耗LED电LED平均电PFC效率NMOS管的LED的压（V)(W)压(V)流(mA)大概功耗(W)功耗(W)2008.224430.40.77690.46%0.787.422109.0924532.60.81487.87%1.107.992209.4524532.70.83684.78%1.448.012309.4924532.20.84483.13%1.607.892409.5824531.80.84681.33%1.797.792509.2924430.20.83379.32%1.927.372608.5624227.50.79777.75%1.916.66测试数据剖析：阻容式构造所谓的全电压只是代表输入电压低时能够点亮，同时输入及输出功率都会发生变化，同时输入及输出功率会随输入电压变化而变化。无法做到一定电压范围内功率及电流恒定。输入电压越高，输入及输出功率越大，相应的电流也越大。这样的结果会致使LED灯珠的寿命大大降低。ORG8511可以提供控制电流的方式达到一定的电压范围内输入功率或许输出功率恒定。这样对LED的寿命起到很好的保护，LED上的电流不会随着输入电压的升高而升高。小计：ORG8511线性高压方案与阻容降压方案对照，技术上有重要打破，整体系统成本也有下降，是一种能更好替代阻容方案的先进技术。其主要限制是只能应用于单电压。内容总结（1）无纹波频闪线性高压LED驱动方案（ORG8511).高压LED“高压LED”，一种是LED生产厂家提供串连好的小功率LED，如图1左图所示，它只是集成LED的一种，而右图所示的集成LED和前者的主要区别是，前者是全部串连，后者是串并联（2）图1高压LED