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無(wú)電解電容LED驅(qū)動(dòng)方案中輸出功率的測(cè)量

作者: 時(shí)間:2012-09-27 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
LED燈珠作為一個(gè)半導(dǎo)體器件,其壽命長(zhǎng)達(dá)50,000小時(shí)以上。而LED照明驅(qū)動(dòng)方案中普遍用到電解電容,其壽命則僅為5,000~10,000小時(shí)。這樣電解電容的短壽命與LED燈珠的長(zhǎng)壽命之間有一個(gè)巨大的差距,削弱了LED的優(yōu)勢(shì)。因而解決方案受到市場(chǎng)青睞。

美芯晟科技推出了基于MT7920的解決方案(見(jiàn)圖1)。在該方案中,在全橋堆之后,采用容值較小的CBB高壓陶瓷電容或薄膜電容取代了高壓電解電容,去掉了電解電容,同時(shí)也提高了功率因子(PFC,在85VAC~265VAC范圍可以全程高于0.9)。而輸出電容C8和C9可以用陶瓷電容替代電解電容。從而實(shí)現(xiàn)了完全。

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圖1、基于MT7920的隔離方案

* 當(dāng)輸出電容C8、C9采用470?F電解電容,驅(qū)動(dòng)6顆LED時(shí),測(cè)量結(jié)果如下:

輸入電壓Vin = 220VAC,輸入功率Pin = 7.54W
輸出電壓Vo = 19.33V (萬(wàn)用表讀數(shù))
輸出電流Io = 327mA (萬(wàn)用表讀數(shù))
Po = Vo * Io = 6.32W
效率η = 6.32/7.54 = 83.8%

采用電解電容時(shí)的輸出電壓,電流的波形如圖2所示。從波形圖上可以看出,輸出電壓、電流均存在一定的紋波。這在單級(jí)PFC恒流驅(qū)動(dòng)方案中不可避免的,加大輸出電容C8、C9,可以進(jìn)一步減小輸出紋波。同時(shí)我們注意到示波器上電流、電壓的平均值與萬(wàn)用表的讀數(shù)基本相同。也即是萬(wàn)用表所測(cè)量到的直流電壓、電流值為平均值。

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圖2、輸出采用電解電容(470?F X 2)時(shí)的電流、電壓波形。
(Ch1=藍(lán)色:輸出電壓; Ch4=綠色:輸出電流; 數(shù)學(xué)運(yùn)算=紅色:Ch1*Ch4)

進(jìn)一步,在示波器上,用輸出電壓與輸出電流相乘所得的瞬時(shí)功率曲線的平均值6.34W也基本與用平均電壓與平均電流相乘所計(jì)算的功率相同。

* 當(dāng)輸出電容C8、C9采用22?F陶瓷電容,驅(qū)動(dòng)6顆LED時(shí),測(cè)量結(jié)果如下:

輸入電壓Vin = 220VAC,輸入功率Pin = 8.10W
輸出電壓Vo = 19.07V (萬(wàn)用表讀數(shù))
輸出電流Io = 334mA (萬(wàn)用表讀數(shù))
Po = Vo * Io = 6.37W
效率η = 6.37/8.10 = 78.6%

采用陶瓷電容時(shí)輸出電壓、電流的波形如圖3所示。與用電解電容時(shí)相比,輸入功率增加了約0.56W(8.10W – 7.54W),而按萬(wàn)用表讀數(shù)計(jì)算基本不變(6.37W vs. 6.32W),從而導(dǎo)致效率降低了5%。情況真的如此嗎?0.5W的功率跑哪里去了?

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