无需电解电容的LED照明驱动电源解决方案

无需电解电容的无需电解电容的 LED 照明驱动电源解决方案照明驱动电源解决方案 市场上的 LED 照明驱动电源通常分为二级架构和一级架构 一级架构指的是直接从 220V 市电转换出 LED 发光所需的直流电压和恒定电流 结构比较简单 BOM 成本也较低 目前较受市场欢迎 本文将专 门介绍无需电解电容的一级架构 LED 照明驱动电源 为什么要强调无电解电容呢 这是因为目前普通 LED 照明驱动电源的工作寿命取决于 AC 转 DC 时平滑 电路必须采用的电解电容 我们知道 LED 的工作寿命高达 4 万小时 而电解电容的寿命只有几千小时 由于系统的寿命是由电源组件中使用的电解电容的寿命来决定的 如果不想法拿掉电解电容 那么 LED 照明驱动电源的寿命与 LED 的寿命就很不匹配 也就很难发挥出 LED 照明的长工作寿命优势 这也是为 什么最近业界一直在积极开发无电解电容的 LED 照明驱动电源的主要原因 那么为什么一定要用电解电容呢 这是因为 LED 是直流电流驱动元件 当 AC 电源接通时 一般是使用 整流元件和平滑回路的直流稳定化电源 该平滑回路中必要的电解电容会因周围的温度及自身的发热而上 升 10 而导致寿命减半 所以电解电容阻碍了 LED 照明器具的寿命 据我们了解 目前做出无电解电容 LED 驱动电源方案的公司主要有深圳创意电子 西安明泰半导体 村 田制作所 东莞汇洪电子和深圳冠德科技等 冠德科技的方案暂时还处于保密状态 在此就不多做介绍 创意电子基于日本 Takion 公司 TK5401 芯片 用 IC 代替电解电容 寿命是原来 LED 驱动器的 10 倍 寿 命可达 4 万小时以上 可完全与 LED 灯的寿命相匹配 而且此方案设计简单 体积小 只有原来 LED 驱 动器面积的百分之四十 此方案主要应用于家用低功率照明中 适用范围是 3W 20W TK5401 封装内置了高电压功率 MOS 管及控制电路 因去除电解电容可实现小型化 低成本 并且实现 了 LED 灯的长寿命和高效能 TK5401 主要特性 内置高电压功率 MOS 管 650V 1 9 内置启动电路 支持低功率 支持通用的交流 输入电压 AC 85 265V 过压保护 热截断电路 可调整的过流保护 PWM 控制功率 MOS 管工作在平均 67KHz 的振荡频率 为保证输出恒定的 LED 输出电流而内置了标准 的参考电压 0 3V 从而实现了反馈控制 当 VCC 电压低于操作电压时它会停止工作 西安明泰半导体公司虽在今年年初刚成立 但已颇具实力 在近期举办的 IIC CHINA 秋季展西安站上 明泰展出了 20W 和 120W 无电解电容的 LED 照明驱动电源 效率分别达到惊人的 90 和 95 分别针 对室内照明和路灯照明市场 这两款产品都是采用他们自己开发的 LED 驱动器 MOSFET 和肖特基二极 管实现 其中 120W LED 照明驱动电源还配有完备的短路 开路保护功能 并通过 EMC 认证测试 这 二款产品的工作寿命均长达 8 万小时 有效克服了 LED 光源和驱动电源寿命不匹配的业界难题 据了解 120W LED 照明驱动电源还集成了电力线载波通信功能 它允许远程打开和关闭照明电源 下 一步还将根据市场节电需求开发出可调光的室内照明和路灯照明方案 东莞汇洪电子是一家专业从事设计 开发和营销固态照明 SSL 系统解决方案和产品的供应商 主要面向 住宅及商业室内普通 LED 照明市场 汇洪电子提供的方案在平滑回路中无需使用电解电容 使用寿命超过 4 万小时 效率为 85 5 4W 输 出功率时 功率因数为 90 输出功率从 4W 到 20W 主要功能 输入欠压保护 输入过压保护 MO SFET 过载保护 过热保护等 日本村田制作所在 7 月 21 日举行的 TECHNO FRONTIER 2010 上 展示了用于 LED 照明的数字电源 电路 此次展示的是村田制作所面向 Clear Sodick 开发的电源模块 其输入输出电容器采用了该公司的 多层陶瓷电容 MLCC 可内置于直管型 LED 照明器具的管内 与采用铝电解电容器时相比 除了可缩小 产品尺寸外 还能延长产品寿命 为了获得恒定电流 采用了 DSP 微控制器 开关频率约为 200kHz 输出电容器采用了两个约 5 F 的 MLCC 输入电压支持 AC100V 以及 200V 两种 据了解 一般情况下 该容量的 MLCC 无法完全吸收脉动电流 不过通过改进 DSP 侧的控制 不会感觉 到照明器具的闪烁 主电路采用非绝缘升降压型 没有设置 PFC 功率因数改善 电路 外形尺寸为 180m m 19 4mm 6 5mm 无电解电容无电解电容 LED 技术简介技术简介 2011 03 11 21 29 52 分类 LED 专业 标签 电解 电容 led 照明 寿命 字号大中小 订阅 市场上的 LED 照明驱动电源通常分为二级架构和一级架构 一级架构指的是直接从 220V 市电转 换出 LED 发光所需的直流电压和恒定电流 结构比较简单 BOM 成本也较低 目前较受市场欢迎 本文 将专门介绍无需电解电容的一级架构 LED 照明驱动电源 为什么要强调无电解电容呢 这是因为目前普通 LED 照明驱动电源的工作寿命取决于 AC 转 DC 时平滑电路必须采用的电解电容 我们知道 LED 的工作寿命高达 4 万小时 而电解电容的寿命只有几千 小时 由于系统的寿命是由电源组件中使用的电解电容的寿命来决定的 如果不想法拿掉电解电容 那么 LED 照明驱动电源的寿命与 LED 的寿命就很不匹配 也就很难发挥出 LED 照明的长工作寿命优势 这也 是为什么最近业界一直在积极开发无电解电容的 LED 照明驱动电源的主要原因 那么为什么一定要用电解电容呢 这是因为 LED 是直流电流驱动元件 当 AC 电源接通时 一 般是使用整流元件和平滑回路的直流稳定化电源 该平滑回路中必要的电解电容会因周围的温度及自身的 发热而上升 10 而导致寿命减半 所以电解电容阻碍了 LED 照明器具的寿命 据我们了解 目前做出无电解电容 LED 驱动电源方案的公司主要有村田制作所等 冠德科技的方案暂时 还处于保密状态 在此就不多做介绍 用 IC 代替电解电容 寿命是原来 LED 驱动器的 10 倍 寿命可达 4 万小时以上 可完全与 LED 灯 的寿命相匹配 而且此方案设计简单 体积小 只有原来 LED 驱动器面积的百分之四十 此方案主要应 用于家用低功率照明中 适用范围是 3W 20W 内置了高电压功率 MOS 管及控制电路 因去除电解电容可实现小型化 低成本 并且实现了 LED 灯的 长寿命和高效能 主要特性 内置高电压功率 MOS 管 650V 1 9 内置启动电路 支持低功率 支持通用的交流 输入电压 AC 85 265V 过压保护 热截断电路 可调整的过流保护 PWM 控制功率 MOS 管工作在平均 67KHz 的振荡频率 为保证输出恒定的 LED 输出电流而内 置了标准的参考电压 0 3V 从而实现了反馈控制 当 VCC 电压低于操作电压时它会停止工作 20W 和 120W 无电解电容的 LED 照明驱动电源 效率分别达到惊人的 90 和 95 分别针对室 内照明和路灯照明市场 这两款产品都是采用自己开发的 LED 驱动器 MOSFET 和肖特基二极管实现 其中 120W LED 照明驱动电源还配有完备的短路 开路保护功能 并通过 EMC 认证测试 这二款产品的 工作寿命均长达 8 万小时 有效克服了 LED 光源和驱动电源寿命不匹配的业界难题 据了解 120W LED 照明驱动电源还集成了电力线载波通信功能 它允许远程打开和关闭照明电 源 下一步还将根据市场节电需求开发出可调光的室内照明和路灯照明方案 是一家专业从事设计 开发和营销固态照明 SSL 系统解决方案和产品的供应商 主要面向住宅 及商业室内普通 LED 照明市场 提供的方案在平滑回路中无需使用电解电容 使用寿命超过 4 万小时 效率为 85 5 4W 输出功率 时 功率因数为 90 输出功率从 4W 到 20W 基于基于 VIPer17H 设计无电解电容设计无电解电容 LED 驱动器驱动器 许多国家正在积极发展 LED 照明技术 高亮度 LED 要达到长寿命 并且要尽量小的光衰 温度的控制是 关键 因此与其他光源相比 LED 灯都需要一块比较大的散热器 为了获得理想的散热效果 将 LED 与 散热器直接接触可以获得最小的热阻 将散热器暴露在空气中是一种简单有效的设计方法 但却带来了安 全隐患 不过如果采用隔离的LED驱动器方案将解决此问题 在保证一定温度条件下 LED 寿命可以轻松 超过 20000 小时 因此驱动器的寿命将成为整个灯具长寿命的关键因素 众所周知 电解电容是影响开关电源寿命的重要元件 限于电解电容的结构 很难匹配 LED 的长寿 命要求 因此有必要开发一种无电解电容的驱动器 此外根据能源之星于 2008 年 11 月发布的固态照明灯 具计划标准 1 1 版 其中对LED驱动器的 PF 值提出了要求 即民用灯具大于等于 0 7 商用大于等于 0 9 本设计使用ST的新 VIPer 系列控制器 VIPer17H 对标准应用电路进行一些修改后开发出一款 3 6W无电解电容LED驱动器 输入为 100 240Vac 50 60Hz 输出为 10V 360mA 平均值 电路 图如图 1 VIPer17 是意法半导体 ST 新一代单片集成控制器 采用了 BCD6 和 SuperMESH 制程 图 2 拥 有更低的待机功耗 开关部分是一颗耐压 800V 的 MOSFET 加上完备的保护功能 包括 OVP OCP OTP SCP Brownout 等 可以使设计拥有更多的安全裕量 在此芯片的 7 个引脚中 CONT 脚比较特殊 具有两个功能 见图 3 1 设定允许流过 MOSFET 的最大电流值 Idlim 2 设定过压保护点 此 3 6W无电解电容设计即是利用该引脚改变 Idlim 值来实现 根据芯片工作原理 当 CONT 引脚外 接一颗电阻 Rlim 到 GND 时 在一定区间内 随着电阻值变小 MOSFET 的限流点也会相应的变小 对应关系见图 4 从本质上看 随着 Rlim 的变小 是改变了流出 CONT 引脚的电流值 从而改变内部的 限流点 因此 如果再通过电阻连接 CONT 引脚与输入整流桥的输出端 如图 1 的 R11 R12 那么流 出 CONT 引脚的电流将会跟随输入电压变化 进而改变限流值 输入升高 则限流点变大 反之亦然 通过这一步的变化 我们可以看到 流过开关管的电流值在一定程度上跟随输入电压变化 输入特性类似 于 PFC 电路 因此可以采用 PFC 的电路结构 一个小容值的输入电容 一般为薄膜电容 此设计采用的 是一个 0 1mF 的薄膜电容 同时控制回路也类似于 PFC 电路的设置 非常低的回路增益穿越频率 这样 可以获得相对高的 PF 值和稳定性 此时输入端的电解电容已经去掉 在满足 EMC 要求的前提下 此电 容的取值可以尽量小些 这样可以获得较高的 PF 值 随着技术的不断进步 陶瓷电容正在越来越多地进入中低压电解电容和钽电容的应用领域 陶瓷电容 具有更低的 ESR 以及非常长的寿命 这两点优势很适合LED驱动器 此设计中 次级采用 5 颗 10mF 16V 的陶瓷电容作为滤波电容 同时初级的 VCC 供电电路也采用了陶瓷电容 不过因为供电电流 很小 电容的自身发热少 寿命的降低不如主电路滤波电容显著 为了降低成本也可以使用电解电容 到此 一款无电解电容的LED驱动器设计完毕 测试结果见图 5 从实际可知 由于输出的电容的低容 量以及类似 PFC 的控制回路设置 输出电流的工频纹波很大 甚至会到零 不过此频率为 100Hz 人眼 是看不到闪烁的 需要指出的是为了维持在一个工频周期内输出平均电流的恒定 电流的峰值是输出平均 值的 1 7 倍 而灯具设计时是按平均电流来选择 LED 灯 因此峰值电流将对 LED 造成冲击 不过大多 数 LED 可以承受这样的冲击 只要限制在一定范围内 比如 SHARP 的 LED 在此条件下 可以耐受额定 值 3 倍的电流 除此之外 另一个难点在于滤除差模传导噪声 由于采用了小容值的输入滤波电容 以及 类似 PFC 的工作方式 使差模传导噪声高于普通的反激变换器 因此在图 1 中 为了满足 EMI 要求 增 加了 X 电容和差模电感 由此带来了体积的增大和成本的上升 不过为了获得与 LED 灯匹配的长寿命 同时满足相关的标准 此方案提供了一个新的选择 HN 888 型型 LED 驱动器 新型驱动器 新型 LED 电源无电解电容恒流源电源无电解电容恒流源 开关电源开关电源 HN 888 型型 LED 驱动器 驱动器 新型新型 LEDLED 电源无需电解电源无需电解 电容电容 目前市场上普遍使用的目前市场上普遍使用的 LEDLED 驱动器必需使驱动器必需使 用电解电容 普通电解电容 具体说应该是液用电解电容 普通电解电容 具体说应该是液 态铝电解电容 寿命大都不超过态铝电解电容 寿命大都不超过 1000Hr1000Hr 即便 即便 所谓长寿命的也不过所谓长寿命的也不过 5000Hr5000Hr 因此该元件成为 因此该元件成为 影响影响 LEDLED 驱动电路可靠性的致命因素 这与驱动电路可靠性的致命因素 这与 LEDLED 灯管本身超长的寿命差距颇大 不匹配的结果灯管本身超长的寿命差距颇大 不匹配的结果 就是造成巨大浪费 这就造成了就是造成巨大浪费 这就造成了 LEDLED 应用推广应用推广 进程缓慢 进程缓慢 慧光科技新近推出一款慧光科技新近推出一款 LEDLED 驱动电源 它具有驱动电源 它具有 不需要不需要 DCDC 电源特性中所必须的电解电容的特性电源特性中所必须的电解电容的特性 使得 使得 LEDLED 寿命高达寿命高达 4 4 万小时以上 芯片封装万小时以上 芯片封装 内置了高电压功率内置了高电压功率 MOSMOS 管及控制电路 因去除管及控制电路 因去除 电解电容实现了小型化 低成本 并且实现了电解电容实现了小型化 低成本 并且实现了 L L EDED 灯的长寿命和高效能 使用了专利灯的长寿命和高效能 使用了专利 ICIC 的驱动的驱动 器 适用功率范围器 适用功率范围 10W 20W10W 20W 效率为 效率为 0 8PF0 8PF 面 面 积只有原来尺寸的百分之四十 轻易可放进积只有原来尺寸的百分之四十 轻易可放进 LEDLED 灯泡 不必改变灯泡的原来形状 更易被接受灯泡 不必改变灯泡的原来形状 更易被接受 ACAC 输入端没有电容器 由于电源的寿命主输入端没有电容器 由于电源的寿命主 要由输入端的电容器寿命决定 因此这将大幅要由输入端的电容器寿命决定 因此这将大幅 改变目前改变目前 LEDLED 寿命与驱动电源寿命不相匹配的寿命与驱动电源寿命不相匹配的 现状 现状 市场上的市场上的 LED 照明驱动电源通常分为二级架构和一级架构 一照明驱动电源通常分为二级架构和一级架构 一 级架构指的是直接从级架构指的是直接从 220V 市电转换出市电转换出 LED 发光所需的直流电发光所需的直流电 压和恒定电流 结构比较简单 压和恒定电流 结构比较简单 BOM 成本也较低 目前较受市成本也较低 目前较受市 场欢迎本文将专门介绍无需电解电容的一级架构场欢迎本文将专门介绍无需电解电容的一级架构 LED 照明驱动照明驱动 电源电源 为什么要强调无电解电容呢 这是因为目前普通为什么要强调无电解电容呢 这是因为目前普通 LED 照明照明 驱动电源的工作寿命取决于转驱动电源的工作寿命取决于转 DC 时平滑电路必须采用的电解时平滑电路必须采用的电解 电容我们知道电容我们知道 LED 的工作寿命高达的工作寿命高达 4 万小时 而电解电容的寿万小时 而电解电容的寿 命只有几千小时 由于系统的寿命是由电源组件中使用的电解命只有几千小时 由于系统的寿命是由电源组件中使用的电解 电容的寿命来决定的 如果不想法拿掉电解电容 那么电容的寿命来决定的 如果不想法拿掉电解电容 那么 LED 照照 明驱动电源的寿命与明驱动电源的寿命与 LED 的寿命就很不匹配 也就很难发挥出的寿命就很不匹配 也就很难发挥出 LED 照明的长工作寿命优势这也是为什么最近业界一直在积极照明的长工作寿命优势这也是为什么最近业界一直在积极 开发无电解电容的开发无电解电容的 LED 照明驱动电源的主要原因照明驱动电源的主要原因 那么为什么一定要用电解电容呢 这是因为那么为什么一定要用电解电容呢 这是因为 LED 是直流电是直流电 流驱动元件 当流驱动元件 当 AC 电源接通时 一般是使用整流元件和平滑电源接通时 一般是使用整流元件和平滑 回路的直流稳定化电源 该平滑回路中必要的电解电容会因周回路的直流稳定化电源 该平滑回路中必要的电解电容会因周 围的温度及自身的发热而上升围的温度及自身的发热而上升 10 而导致寿命减半 所以电 而导致寿命减半 所以电 解电容阻碍了解电容阻碍了 LED 照明器具的寿命照明器具的寿命 慧光科技的慧光科技的 HN 888 型型 LED 驱动器 没有采用电解电容 驱动器 没有采用电解电容 寿命是原来寿命是原来 LED 驱动器的驱动器的 10 倍 寿命可达倍 寿命可达 4 万小时以上 可万小时以上 可 完全与完全与 LED 灯的寿命相匹配 而且此方案设计简单 体积小 灯的寿命相匹配 而且此方案设计简单 体积小 只有原来只有原来 LED 驱动器面积的百分之四十 此方案主要应用于家驱动器面积的百分之四十 此方案主要应用于家 用低功率照明中 适用范围是用低功率照明中 适用范围是 10W 20W 芯片封装内置了高电压功率芯片封装内置了高电压功率 MOS 管及控制电路 因去除管及控制电路 因去除 电解电容可实现小型化 低成本 并且实现了电解电容可实现小型化 低成本 并且实现了 LED 灯的长寿命灯的长寿命 和高效能和高效能 主要特性 内置高电压功率主要特性 内置高电压功率 MOS 管管 650V 1 9 内置启 内置启 动电路 支持低功率 支持通用的交流输入电压动电路 支持低功率 支持通用的交流输入电压 AC180 230V 过压保护 过压保护 热截断电路 可调整的过流保护热截断电路 可调整的过流保护 PWM 控制功率控制功率 MOS 管工作在平均管工作在平均 200KHz 的振荡频率 为保的振荡频率 为保 证输出恒定的证输出恒定的 LED 输出电流而内置了标准的参考电压输出电流而内置了标准的参考电压 0 3V 从而实现了反馈控制当从而实现了反馈控制当 VCC 电压低于操作电压时它会停止工作电压低于操作电压时它会停止工作 电源电路其输入输出电容器采用了多层陶瓷电容电源电路其输入输出电容器采用了多层陶瓷电容 MLCC 可 可 内置于直管型内置于直管型 LED 照明器具的管内与采用铝电解电容器时相比照明器具的管内与采用铝电解电容器时相比 除了可缩小产品尺寸外 还能延长产品寿命为了获得恒定电 除了可缩小产品尺寸外 还能延长产品寿命为了获得恒定电 流 采用了流 采用了 DSP 控制器开关频率约为控制器开关频率约为 200kHz 据了解 一般 据了解 一般 情况下 该容量的情况下 该容量的 MLCC 无法完全吸收脉动电流 不过通过改无法完全吸收脉动电流 不过通过改 进进 DSP 侧的控制 不会感觉到照明器具的闪烁主电路采用非隔侧的控制 不会感觉到照明器具的闪烁主电路采用非隔 离降压型 没有设置离降压型 没有设置 PFC 功率因数改善功率因数改善 电路 外形尺寸为 电路 外形尺寸为 5 5mm 15mm 6mm 可以驱动所有六并的 可以驱动所有六并的 LEDLED 灯板 可以在灯板 可以在 A A C180 240VC180 240V 范围内稳定运行 范围内稳定运行 注意串联的数量不要超过 50 颗 并联最多十组 最大输出电流 150MA 自激式开关电源 输入电压范围宽 具有灯板开路短路保护功能 方便生产和 测试 是 LED 节能灯工厂批量生产的理想电源 市面上有很多恒流电源设计 不成熟 有的不接负载通电后就直接烧的 相信用过的朋友就知道 拍时请留言告诉你要驱动的灯板是几并几串的 或请告知希望把电流调节到多少 我们调节好电流测试稳定后发货 一种参数只对应驱动一种灯板 不要试图驱动不同串联及并联结构的灯板 否 则由此产生的问题 请买家自行处理 对于批量购买此恒流源 100 个以上的全程提供技术支持 请放心购买 小量购买玩玩的淘友就感到抱歉了 没有那么多精力去探讨技术问题了 希望 理解 因为量小不方便发货 10 个起售 没联系直接拍的且数量不够 10 个的 本店 不发货的 声明 收到货签收以后 48 小时内不确认付款的不负责售后 公司地址 北京市朝阳区望京中环南路甲北京市朝阳区望京中环南路甲 2 号佳境天城号佳境天城 A 座座 1502 无电解电容无电解电容 LED 驱动方案中输出功率的测量驱动方案中输出功率的测量 LED 灯珠作为一个半导体器件 其寿命长达 50 000 小时以上 而LED 照明驱动方案中普遍用到电解电容 其寿命则仅为 5 000 10 000 小时 这样电解电容 的短寿命与LED 灯珠 的长寿命之间有一个巨大的差距 削弱了 LED 的优势 因而无电解电容LED 驱动解决方案受到市场青睐 美芯晟科技推出了基于 MT7920 的无电解电容 LED 驱动解决方案 见图 1 在该方案中 在全桥堆 之后 采用容值较小的 CBB 高压陶瓷电容 或薄膜电容 取代了高压电解电容 去掉了电解电容 同时也提高了功率因子 PFC 在 85VAC 265VAC 范围可以全程高于 0 9 而输出 电容 C8 和 C9 可以用陶瓷电容替代电解电容 从而实现了完全无电解电容 图 1 基于 MT7920 的隔离 LED 驱动方案 当输出电容 C8 C9 采用470uF电解电容 驱动 6 颗 LED 时 测量结果如下 输入电压 Vin 220VAC 输入功率 Pin 7 54W 输出电压 Vo 19 33V 万用表 读数 输出电流 Io 327mA 万用表读数 输出功率 Po Vo Io 6 32W 效率 6 32 7 54 83 8 采用电解电容时的输出电压 电流的波形如图 2 所示 从波形图上可以看出 输出电压 电流均存在一定的纹波 这在单 级 PFC恒流驱动方案中不可避免的 加大输出电容 C8 C9 可以进一步减小输出纹波 同时我们注意到示波器 上电流 电压的平均值与万用表的读数基本相同 也即是万用表所测量到的直流电压 电流值为平均值 图 2 输出采用电解电容 470uF X 2 时的电流 电压波形 Ch1 蓝色 输出电压 Ch4 绿色 输出电流 数学运算 红色 Ch1 Ch4 进一步 在示波器上 用输出电压与输出电流相乘所得的瞬时功率曲线的平均值 6 34W 也基本与用平均电压与平均电流 相乘所计算的功率相同 当输出电容 C8 C9 采用 22 F 陶瓷电容 驱动 6 颗 LED 时 测量结果如下 输入电压 Vin 220VAC 输入功率 Pin 8 10W 输出电压 Vo 19 07V 万用表读数 输出电流 Io 334mA 万用表读数 输出功率 Po Vo Io 6 37W 效率 6 37 8 10 78 6 采用陶瓷电容时输出电压 电流的波形如图 3 所示 与用电解电容时相比 输入功率增加了约 0 56W 8 10W 7 54W 而输出功率按万用表读数计算基本不变 6 37W vs 6 32W 从而导致效率降低了 5 情况真的如此吗 0 5W的功率 跑哪里去了 图 3 输出采用陶瓷电容 22uF X 2 时的电流 电压波形 Ch1 蓝色 输出电压 Ch4 绿色 输出电流 数学运算 红色 Ch1 Ch4 在图 3 中 用输出电压与输出电流相乘所得的瞬时功率曲线的平均值为 6 86W 而不是用平均电压与平均电流计算得到的 6 37W 二者相差 0 49W 正好补上了输入端增加的 0 56W 新的效率应该是 6 37 8 10 84 7 因此效率是没有下降的 为什么在无电解电容 采用陶瓷电容 方案中 输出功率的计算会有如此的不同 原因在于陶瓷电容的容值较小 导致输 出电流的纹波巨大 电流的最低值甚至已经触底为零值了 此时 输出电流的纹波已经大于其直流平均值了 也即是输出电流 已经是一个交流电流了 再采用平均电流来计算输出功率就不合适了 正确的输出功率计 算方法是 Po Vo rms Io rms PF 式中 Vo rms 和 Io rms 分别为输出电压和电流的均方根值 PF 为功率因子 图 4 是 输出为陶瓷电容时 输出电压及电流的波形及均方根值 与图 3 比较可以发现 对于交流电流来说 平均值与均方根值不再相 等了 图 4 输出采用陶瓷电容 22uF X 2 时的电流 电压波形 Ch1 蓝色 输出电压 Ch4 绿色 输出电流 数学运算 红色 Ch1 Ch4 但是功率因子 PF 不太容易测量 用上述的公式在操作上有一定的难度 而采用瞬时功率 瞬时电压乘以瞬时电流 的平 均值来计算输出功率就比较容易 这个操作可以在示波器上很容易地实现 在用电解电容的方案中 由于电解电容的容值比较 大 输出电流的直流值远大于纹波值 其平均值与均方根值基本相等 用平均电流来计算输出功率就不会引入太大的误差 日本开发出无需电解电容器的日本开发出无需电解电容器的 LED 照明电源照明电源 村田制作所在从 2010 年 7 月 21 日开幕的 TECHNO FRONTIER 2010 电源系统展 上 展示了用于 LED 照明的数字电源电路 输入输出电容器采用了该公司的积层陶瓷电容器 MLCC 可内置于直管型 LED 照明器具的管内 与采用铝电解电容器时相比 除了可缩小了产品尺寸外 还能延长产品寿命 输入电压 支持 AC100V 以及 200V 两种 此次展示的是村田制作所面向 LED 照明厂商 Clear Sodick 开发的电源模块 目前还只面向 Clear Sodick 供应 不过也在考虑面向其他公司销售事宜 Clear Sodick 从事相当于 20W 40W 以及 100W 荧光 灯的直管型 LED 照明业务 所有类型产品的电源模块可通用 为了使 LED 照明获得恒定电流 采用了 DSP 微控制器 开关频率约为 200kHz 输出电容器采用了两 个约 5 F 的 MLCC 一般情况下 该容量的 MLCC 无法完全吸收脉动电流 不过通过改进 DSP 侧的控制 不会感觉到照明器具的闪烁 村田制作所 主