革新的線性恒流LED照明驅(qū)動(dòng)方案
傳統(tǒng)LED線性恒流方案的輸入電壓允許的可變范圍僅為正負(fù)百分之十，且無法實(shí)現(xiàn)智能調(diào)光應(yīng)用。針對(duì)上述問題，明微電子革新的推出了線性恒流單通道、可調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)芯片SM2083以及允許寬范圍輸入電壓變化的雙通道遞進(jìn)式恒流驅(qū)動(dòng)芯片SM2086。
當(dāng)LED燈具內(nèi)部溫度過高，會(huì)引起LED燈出現(xiàn)嚴(yán)重的光衰，降低LED使用壽命。SM2083以及SM2086等線性恒流驅(qū)動(dòng)芯片都集成了溫度補(bǔ)償功能，當(dāng)芯片內(nèi)部結(jié)溫超過一定溫度（如110oC）時(shí)，將會(huì)自動(dòng)減小輸出電流，以降低燈具內(nèi)部溫度。
一．SM2083單通道可調(diào)光LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片
SM2083是單通道可調(diào)光LED恒流驅(qū)動(dòng)控制芯片，輸出電流由外接Rext電阻設(shè)置為5mA~60mA，且輸出電流不隨芯片OUT端口電壓而變化，芯片可通過DIM端口實(shí)現(xiàn)數(shù)字或者模擬調(diào)光功能，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件極少，方案成本低。
在SM2083系統(tǒng)應(yīng)用中增加一個(gè)人體傳感器可實(shí)現(xiàn)人體感應(yīng)燈系統(tǒng)應(yīng)用，傳感器接芯片DIM腳控制芯片工作狀態(tài)，當(dāng)傳感器感應(yīng)到有人接近，即輸出高電平到DIM腳，芯片輸出電流使LED開啟；當(dāng)傳感器沒有感應(yīng)到人體時(shí)，則輸出低電平到DIM腳，芯片關(guān)閉輸出電流，LED滅。此“智能紅外人體感應(yīng)燈”實(shí)現(xiàn)了人來開燈，人走后熄燈。
同時(shí)通過調(diào)節(jié)R4的阻值可設(shè)定當(dāng)傳感器輸出低電平時(shí)LED燈的亮度。設(shè)定百分比為：I_DIM*R4/ VREXT*100%，公式中I_DIM是DIM端口的上拉電流17uA；VREXT是VREXT腳基準(zhǔn)電壓0.6V。其最小百分比限制電壓為0.15V(25%)，對(duì)應(yīng)電阻設(shè)定調(diào)節(jié)范圍為8.8K到35K。
SM2083智能紅外人體感應(yīng)方案
PCB設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)選用ESOP8封裝時(shí)應(yīng)在PCB板的芯片底部進(jìn)行漏銅，將芯片底部的散熱基島與鋁基板進(jìn)行連接來進(jìn)行散熱，對(duì)燈珠個(gè)數(shù)的設(shè)計(jì)應(yīng)綜合考濾芯片散熱與系統(tǒng)效率的關(guān)系保證系統(tǒng)的可靠性。
方案實(shí)物圖和PCB板圖
二．SM2086雙通道遞進(jìn)式恒流驅(qū)動(dòng)芯片：
針對(duì)傳統(tǒng)線性LED恒流驅(qū)動(dòng)方案無法實(shí)現(xiàn)寬輸入電壓的問題，明微電子推出了雙通道遞進(jìn)式LED恒流驅(qū)動(dòng)控制芯片SM2086，芯片采用專利的恒流設(shè)定和控制技術(shù)，輸出電流由外接Rext電阻設(shè)置為5mA~60mA，且輸出電流不隨芯片OUT端口電壓而變化，較好的恒流性能。適應(yīng)較寬的輸入電壓范圍（±20%），系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件極少，方案成本低。且SM2086亦可并聯(lián)使用，其典型應(yīng)用電路圖如下圖所示：
SM2086單片應(yīng)用電路圖
如上圖所示，SM2086通過在一串燈中接入另一個(gè)恒流通道，來實(shí)現(xiàn)較寬輸入電壓的恒流功能。當(dāng)電壓低至較低電壓時(shí)（如180V）由OUT1端口來完成對(duì)前面65個(gè)LED的恒流功能，當(dāng)電壓上升時(shí)輸入電流會(huì)逐漸從IOUT1過渡到IOUT2，此時(shí)OUT1端口自動(dòng)關(guān)閉；當(dāng)電壓達(dá)到220V時(shí)80個(gè)燈被完全點(diǎn)亮。當(dāng)電壓達(dá)到240V后，由于芯片自身的損耗加大，芯片進(jìn)入過溫保護(hù)模式，輸出電流會(huì)減小達(dá)到降低整燈溫度的目的。
下圖是采用SM2086實(shí)現(xiàn)的吸頂燈的實(shí)物圖和PCB板圖。
方案實(shí)物圖、放大圖、PCB板圖
9W吸頂燈方案的典型參數(shù)如下：
輸入電壓 |
LED負(fù)載 |
輸出電流 |
拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) |
典型燈珠 |
220Vac |
80串1并 |
30mA |
線性恒流 |
3014 |
輸入功率 |
轉(zhuǎn)換效率 |
光通量 |
流明效率 |
恒流精度 |
9W |
>88 % |
630 lm |
75 lm/W |
±5 %
|
當(dāng)輸入電壓從160V變化到240V時(shí)，輸出的電流及對(duì)應(yīng)的輸入功率變化如下表：
VIN |
Iout |
PIN |
240V |
30.54mA |
9.9W |
220V |
30.49 mA |
8.97W |
210V |
30.07 mA |
8.41W |
200V |
30.00 mA |
7.85W |
190V |
29.90 mA |
7.32W |
180V |
29.91 mA |
6.85W |
170V |
27.43 mA |
6.32W |
160V |
23.66 mA |
5.14W |
三．小結(jié)
SM2083、SM2086兩款革新性的線性LED恒流驅(qū)動(dòng)芯片，電路簡單，易于設(shè)計(jì)，可廣泛應(yīng)用于人體感應(yīng)、紅外、聲控等多種智能調(diào)光或?qū)捿斎?/span>LED照明場(chǎng)合。同時(shí)，如果輸入電壓變化不大的場(chǎng)合，仍推薦采用SM2082的恒流驅(qū)動(dòng)方案，如果需要提高高功率因數(shù)的場(chǎng)合，推薦采用SM2087，當(dāng)然SM2086也可以用于高功率因數(shù)的場(chǎng)合，只是THD會(huì)比SM2087的低。
另外，由于線性沒有涉及“開關(guān)電源”的 及 瞬變過程，因此，無EMC干擾問題，被尊稱為綠色恒流電源。由于無變壓器、電感等元件，易于與LED珠合封。隨著LED封裝技術(shù)的發(fā)展和COB技術(shù)的逐漸成熟，IC與LED燈合封在一個(gè)陶瓷基板支架上的HV-COB-LED已成為LED發(fā)展的重要趨勢(shì)。
