| 摘要：本文首先分析了LED驅動電源的發展現狀及發展趨勢，介紹了目前市場上主流LED驅動電源的優缺點。為順應市場要求，本文應用上海占空比公司的DU8633Z芯片，提出了一種非隔離的高性價比吸頂燈控制方案，并實驗驗證了系統高精度的恒流控制性能，最后展望了LED驅動電源的發展前景。
引言
隨著LED照明技術的不斷發展以及LED照明燈具體積小構造簡單的特點，LED照明燈具越來越受到歡迎。但是由于LED照明燈具價格較高，使其在百姓生活中的應用并不普遍。所以為了提高LED照明產品的性價比，滿足低成本的要求,LED驅動電源將更多地從隔離式向非隔離式過渡，總的元器件數量必須要盡可能地減少，而驅動電源的效率和恒流質量也要不斷提高。
目前LED非隔離驅動主流控制方案
目前非隔離LED驅動主流的控制方案是一種開環的恒流控制方式。該方案的控制策略為通過設定芯片外圍電阻值來控制MOSFET的關斷時間。在每個周期開始時，MOSFET開通電感電流線性上升，當上升到最大值時MOSFET關斷，過了設定的關斷時間，MOSFET又會再次導通。調節MOS管的采樣電阻以及關斷時間就可以達到恒流控制的目的。這是一種簡單有效地控制策略，但是由于是開環控制，所以輸出電流會受輸入電壓波動的影響，也會受到輸出負載變化的影響。
基于DU8633Z的吸頂燈控制方案
DU8633Z是一款連續電流工作模式的降壓式恒流控制器，專用于驅動小功率LED照明應用。圖1為DU8633Z內部結構框圖。他采用獨特的閉環恒流控制專利——TRUEC2技術，可在寬松的外圍電感參數條件下實現高精度的輸出電流，確保批量生產時LED燈具亮度的一致性。DU8633Z提供了外部可編程的、高精度的輸出電流控制方案，只需要±1％精度的檢測電阻，和不太精確的濾波電感，再加上少量的外圍器件，就可以實現3%系統恒流精度。
圖2所示為DU8633Z吸頂燈控制原理圖。在上電后，母線電壓通過啟動電阻給VCC引腳的電容充電，直到VCC電壓上升到啟動閾值電壓后，芯片啟動工作。DU8633Z內置12V穩壓管。由于芯片的典型工作電流只有200uA，因此，無需專門的供電電路,利用啟動電阻就可以直接供電，既減少系統成本,又提高了系統效率。
本方案還提供了過壓保護功能。當輸出電壓超出限定值時，電路會通過輔助繞組觸發外接三極管導通，從而將VCC拉低,使電路停止工作。
圖1：DU8633Z內部結構方框圖。
圖2：基于DU8633Z的吸頂燈控制原理圖。
圖3：DU8633Z應用實物圖及其PCB布線圖。
實驗結果
實驗的基本電參數如下:
輸入電壓范圍：176~264VAC/50Hz
典型效率：>90%
輸出電壓范圍：3~80VDC
輸出電流：240mA
標稱輸出功率：18W
對于輸入電壓、負載LED變化情況下，我們測試得到如下線性、負載調整率結果：
圖4：系統線性調整率。
由圖4可以看出系統的線性調整率幾乎接近于零，說明系統可在寬輸入電壓和輸出電壓條件下實現高精度的輸出電流，實現恒流控制。由于DU8633Z采用獨特的閉環恒流控制專利——TRUEC2技術，所以只需要很少的外圍器件再加一個1%精度的檢測電阻就可以實現3%恒流控制。在實現高性能的基礎上降低了系統成本，提高了系統的性價比。
圖5：系統負載調整率。
圖5所示系統的負載調整率為0.4%。這就意味著用一套電源系統就可以帶多套LED燈負載，在不同的負載下系統依然可以實現高精度的恒流控制，這為電源的生產及使用帶來了很大的方便，使之在市場中占有優勢。
圖6：系統效率曲線。
圖6顯示系統在標稱負載下效率可以達到90%以上。實驗表明，即使負載變化，系統的效率也在80%以上，這也順應了當今社會節能減排的要求。
通過實驗驗證表明，DU8633Z的吸頂燈控制方案可以達到很高的恒流控制精度，控制性能優越，此外DU8633Z也集成了多重保護功能，以確保LED燈具工作穩定可靠。
輸出短路保護：DU8633Z在輸出短路的情況下，依然可以實現很好的恒流特性；
采樣電阻開/短路保護：當采樣電阻出現開路或短路的情況，DU8633Z會立即啟動保護功能；
過溫保護：當芯片結溫超過150℃時，芯片會立即進入過溫保護，直到結溫小于120℃后，自動重啟。
由于系統外圍器件少，電路簡單，所以應用方便，而且總ROM的價格低于￥2.20，更加提高了他的性價比。
發展前景展望
高性能、低成本是LED驅動電源一直追求的目標。傳統的基于反擊變換器的隔離型驅動電源由于其電路復雜、效率低，逐漸被結構簡單、體積小、效率高的非隔離驅動電源所代替。而市面上主流的非隔離型驅動電源多采用開環恒流控制，系統性能易受輸入電壓和負載變化的影響，所以可靠性不高。
基于上海占空比公司的DU8633吸頂燈控制方案不僅電路簡單、體積小、成本低，而且經實驗驗證系統性能優越，能夠實現高精度的恒流控制，且輸出電流不受輸入電壓及負載變化的影響，真正實現恒流控制。此外系統還提供了多種保護功能，使電路工作更可靠，壽命更長久。因此，筆者認為這一方案符合LED驅動電源的發展要求，將逐步被市場所接受。 |
