新型LED照明驅(qū)動電源解決方案，無需電解電容

　　市場上的LED照明驅(qū)動電源通常分為二級架構和一級架構，一級架構指的是直接從220V市電轉(zhuǎn)換出LED發(fā)光所需的直流電壓和恒定電流，結(jié)構比較簡單，BOM成本也較低，目前較受市場歡迎。本文將專門介紹無需電解電容的一級架構LED照明驅(qū)動電源。

　　為什么要強調(diào)無電解電容呢？這是因為目前普通LED照明驅(qū)動電源的工作壽命取決于AC轉(zhuǎn)DC時平滑電路必須采用的電解電容。我們知道LED的工作壽命高達4萬小時，而電解電容的壽命只有幾千小時，由于系統(tǒng)的壽命是由電源組件中使用的電解電容的壽命來決定的，如果不想法拿掉電解電容，那么LED照明驅(qū)動電源的壽命與LED的壽命就很不匹配，也就很難發(fā)揮出LED照明的長工作壽命優(yōu)勢。這也是為什么最近業(yè)界一直在積極開發(fā)無電解電容的LED照明驅(qū)動電源的主要原因。

　　那么為什么一定要用電解電容呢？這是因為LED是直流電流驅(qū)動元件，當AC電源接通時，一般是使用整流元件和平滑回路的直流穩(wěn)定化電源，該平滑回路中必要的電解電容會因周圍的溫度及自身的發(fā)熱而上升10℃，而導致壽命減半，所以電解電容阻礙了LED照明器具的壽命。

　　據(jù)我們了解，目前做出無電解電容LED驅(qū)動電源方案的公司主要有深圳創(chuàng)意電子、西安明泰半導體、村田制作所、東莞匯洪電子和深圳冠德科技等。冠德科技的方案暫時還處于保密狀態(tài)，在此就不多做介紹。

　　創(chuàng)意電子基于日本Takion公司TK5401芯片，用IC代替電解電容，壽命是原來LED驅(qū)動器的10倍，壽命可達4萬小時以上，可完全與LED燈的壽命相匹配，而且此方案設計簡單，體積小，只有原來LED驅(qū)動器面積的百分之四十，此方案主要應用于家用低功率照明中，適用范圍是3W～20W。

　　TK5401封裝內(nèi)置了高電壓功率MOS管及控制電路，因去除電解電容可實現(xiàn)小型化，低成本，并且實現(xiàn)了LED燈的長壽命和高效能。

　　TK5401主要特性：內(nèi)置高電壓功率MOS管（650V/1.9Ω）;內(nèi)置啟動電路，支持低功率;支持通用的交流輸入電壓（AC 85-265V）;過壓保護/熱截斷電路;可調(diào)整的過流保護。

　　PWM控制功率MOS管工作在平均67KHz的振蕩頻率，為保證輸出恒定的LED輸出電流而內(nèi)置了標準的參考電壓（0.3V），從而實現(xiàn)了反饋控制。當VCC電壓低于操作電壓時它會停止工作。

　　西安明泰半導體公司雖在今年年初剛成立，但已頗具實力，在近期舉辦的IIC-CHINA秋季展西安站上，明泰展出了20W和120W無電解電容的LED照明驅(qū)動電源，效率分別達到驚人的90%和95%，分別針對室內(nèi)照明和路燈照明市場。這兩款產(chǎn)品都是采用他們自己開發(fā)的LED驅(qū)動器、MOSFET和肖特基二極管實現(xiàn)，其中120W LED照明驅(qū)動電源還配有完備的短路、開路保護功能，并通過EMC認證測試。這二款產(chǎn)品的工作壽命均長達8萬小時，有效克服了LED光源和驅(qū)動電源壽命不匹配的業(yè)界難題。

　　據(jù)了解，120W LED照明驅(qū)動電源還集成了電力線載波通信功能，它允許遠程打開和關閉照明電源。下一步還將根據(jù)市場節(jié)電需求開發(fā)出可調(diào)光的室內(nèi)照明和路燈照明方案。

　　東莞匯洪電子是一家專業(yè)從事設計、開發(fā)和營銷固態(tài)照明（SSL）系統(tǒng)解決方案和產(chǎn)品的供應商，主要面向住宅及商業(yè)室內(nèi)普通LED照明市場。

　　匯洪電子提供的方案在平滑回路中無需使用電解電容，使用壽命超過4萬小時，效率為85%±5%（4W輸出功率時），功率因數(shù)為90%，輸出功率從4W到20W。主要功能：輸入欠壓保護，輸入過壓保護，MOSFET過載保護，過熱保護等。

　　日本村田制作所在7月21日舉行的“TECHNO FRONTIER 2010”上，展示了用于LED照明的數(shù)字電源電路。此次展示的是村田制作所面向Clear Sodick開發(fā)的電源模塊。其輸入輸出電容器采用了該公司的多層陶瓷電容（MLCC），可內(nèi)置于直管型LED照明器具的管內(nèi)。與采用鋁電解電容器時相比，除了可縮小產(chǎn)品尺寸外，還能延長產(chǎn)品壽命。為了獲得恒定電流，采用了DSP微控制器，開關頻率約為200kHz。輸出電容器采用了兩個約5μF的 MLCC。輸入電壓支持AC100V以及200V兩種。

　　據(jù)了解，一般情況下，該容量的MLCC無法完全吸收脈動電流，不過通過改進DSP側(cè)的控制，不會感覺到照明器具的閃爍。主電路采用非絕緣升降壓型，沒有設置PFC（功率因數(shù)改善）電路。外形尺寸為180mm×19.4mm×6.5mm。