【專家思路】藍光“LED白熾燈“的設計思考

　　藍光HV LEDs驅動電源設計

　　藍光HV LEDs驅動電源目前有三種方式：

　　1）恒流二極管（CRD）

　　恒流二極管（CRD）是只能在一定的電壓變化范圍內向LED光源燈珠提供穩(wěn)定電流的器件，相當于一個小恒流源或最大峰值電流的限制器。在電網(wǎng)小波動時可確保一定的電流穩(wěn)定。應用電路簡單、成本低廉、占用空間很小，性能只能說比阻容降壓電路好一點，在小負載和電網(wǎng)電壓波動不大時，能滿足LED恒流的要求。電網(wǎng)電壓有較大的波動時，就很難穩(wěn)定輸出電流。恒流二極管輸出電流有限，一般在20-40mA，但能滿足HV LED的高電壓小電流的要求，HV LED需要的電流一般為20-60mA。CRD的應用電路十分簡單，如圖5所示，當LED需要電流較小如20mA、負載較輕時，可選用一個CRD；當需要電流較大時，如30-60mA時，可如圖用多個CRD并聯(lián)，擴大電流。

　　圖5 CRD的簡單恒流電路　　2）高壓線性恒流源驅動芯片

　　線性驅動芯片可能是HVLEDs恒流驅動電源較好方案之一。EXC100是比較理想的芯片之一，應用線路十分簡潔，周邊零件很少（圖6）。EXC100對于LED負載采用如圖7所示分段導通技術。EXC100芯片內置高壓MOS管，應用電路無變壓器、無電解電容器，周邊電路零件很少。符合設計藍光"LED白熾燈"小空間的需要。但是EXC100在中國購買的價格太貴，用來生產(chǎn)普及型的LED照明燈具成本偏高，對產(chǎn)品的大批量銷售不利。只有性價比好的產(chǎn)品才能通行天下。

　　圖6 EXC100線性恒流驅動

　　這幾年來，我國本土集成電路的設計水平節(jié)節(jié)提升，而且產(chǎn)品有很好的性價比和市場競爭力，向下游廠家提供可用于生產(chǎn)的技術方案和技術支持比較到位。

　　BP5118就是本土芯片設計公司專門為HV LEDs而設計生產(chǎn)的新的線性驅動電源芯片。BP5118 是一款高精度線性恒流LED 控制芯片，主要用于驅動由市電供電的高電壓、低電流LED 燈串或模組。由于應用電路不需要電解電容器和磁性元件，LED 驅動電源可以實現(xiàn)小體積、長壽命，并符合EMI 規(guī)定。BP5118 采用專利的輸入電壓采樣和LED 驅動機制，在輸入電壓變化時改變接入的LED 燈數(shù)，因此可以在整個交流周期內，增加LED 被點亮的時間，從而提高LED 的利用率和總輸出流明數(shù)。為了適應不同的LED 燈串正向壓降或者不同的市電電壓（110V，220V），燈串切換電壓可以通過外部分壓電阻靈活設置。

　　圖7 EXC100對于LED負載分段導通　　BP5118 可以通過外部電阻精確的設定LED電流。在圖8市電輸入應用案例中，輸入電壓：200Vac ~ 260Vac； 47Hz ~ 63Hz；輸出帶載：LED1 134V, LED2 76V，LED3 76V；輸出平均電流：22mA (設定最大電流30mA)。如果需要更高的輸出電流，LED需要采用散熱器或者并聯(lián)外部功率MOS 管。BP5118 具有過溫調節(jié)功能（Thermal Regulation）。當輸入電壓過高，或者LED 電流過大時，此功能將降低輸出電流，從而限制溫度上升，保護LED 驅動電源。

　　BP5118的功率輸出高壓MOS管外掛，沒有封裝在芯片內，對LED燈珠的負載應用自由度較大。這是與EXC100的最大不同。

　　圖8 BP5108高壓線性恒流驅動電源的電原理圖

　　3）高壓開關恒流源驅動芯片

　　高壓開關恒流源驅動芯片品種還不是很多，BP2812是可用的一顆。BP2812適用于非隔離的降壓型LED電源系統(tǒng)，適合全范圍的交流電輸入或12V-600V的直流電源輸入。內置600V功率MOS管。臨界模式工作，無需電感補償。應用電路只需很少外圍器件。芯片內帶有高精度的電流取樣電路，專利的恒流控制技術，可實現(xiàn)高精度的恒流輸出，和優(yōu)異的負載調整率。系統(tǒng)效率達95%。采用源極驅動技術，芯片工作電流低至200uA，無需輔助繞組供電。具備LED短路保護，CS采樣電阻短路保護，芯片過溫保護等多重保護功能。應用電路簡潔，系統(tǒng)成本較低。

　　圖9是為圖右下的晶元的HV LED設計的高壓恒流驅動電路。

　　圖9 BP2812高壓開關恒流源驅動電源的電原理圖

　　由此可見，藍光"LED白熾燈"選用高壓線性恒流源芯片設計驅動電源是比較好的選擇。

　　藍光"LED白熾燈"將成為LED照明燈具產(chǎn)品中的一朵奇葩，競相爭艷。藍光"LED白熾燈"需要的的藍光HV LEDs光源和高壓線性恒