關(guān)于降壓驅(qū)動(dòng)還是升壓驅(qū)動(dòng)的一點(diǎn)看法
近日閑逛到這個(gè)論壇,看到狂人與songlsx的一些爭(zhēng)論,覺(jué)得很有意思,于是就注冊(cè)進(jìn)來(lái)談一點(diǎn)看法,還望方家指正.

先給自己做一下廣告,本人從事LED驅(qū)動(dòng)研究也有一段時(shí)間,主要致力于AC輸入的方案,目前成功的以升壓型居多,單個(gè)驅(qū)動(dòng)器輸出功率可以做到8W到200W以上,可以驅(qū)動(dòng)100個(gè)到2000個(gè)以上的20mA小功率LED組合,或者100個(gè)到300個(gè)350mA的1WLED,實(shí)測(cè)效率可以做到90%到97%.自我認(rèn)為各項(xiàng)指標(biāo)都相當(dāng)理想.

從論壇討論的只言片語(yǔ)中也可以推出狂人升壓型電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),其電路特點(diǎn)是將升壓儲(chǔ)能電感與芯片供電結(jié)合,從電感儲(chǔ)存的能量中耦合一部分用于PWM開(kāi)關(guān)芯片供電,用光耦采集LED回路電流控制PWM的脈寬,從而實(shí)現(xiàn)恒流控制.應(yīng)該說(shuō)是比較優(yōu)化的設(shè)計(jì),從爭(zhēng)論中也可以看到該產(chǎn)品在應(yīng)用中也出現(xiàn)過(guò)一些問(wèn)題,但是我認(rèn)為可能是工業(yè)設(shè)計(jì)中的一些不足,而不會(huì)是方案本身的問(wèn)題.不過(guò)這個(gè)方案中電流反饋部分似乎還可以進(jìn)一步優(yōu)化,采用光耦的思路恐怕還是受到原來(lái)隔離方案的束縛,但是對(duì)于非隔離應(yīng)用可能還會(huì)有副作用.

應(yīng)用變壓器方式給芯片供電的方案我也用過(guò),優(yōu)點(diǎn)是能耗小,缺點(diǎn)是允許負(fù)載的變化范圍較小,這就是狂人產(chǎn)品只能限制在120個(gè)上下數(shù)量LED串聯(lián)的緣故.

個(gè)人認(rèn)為,在技術(shù)條件允許的情況下,采用升壓型的方案驅(qū)動(dòng)LED是不錯(cuò)的選擇,但是升壓型方案的一個(gè)很大的缺點(diǎn)就是它只能用于串聯(lián)LED數(shù)量超過(guò)100個(gè)以上的場(chǎng)合,這對(duì)于小功率LED驅(qū)動(dòng)是有優(yōu)勢(shì)的,但是對(duì)于大功率LED應(yīng)用日益增多的今天,無(wú)疑受到了很多的限制.畢竟100多個(gè)大功率LED串在一起使用的情況還是不多的.

對(duì)于升壓驅(qū)動(dòng)方案的其它缺點(diǎn),還要請(qǐng)各位指出,畢竟設(shè)計(jì)產(chǎn)品必須要認(rèn)識(shí)到自己方案的不足之處,從而去想辦法克服它.

一直在尋找可以用于降壓型驅(qū)動(dòng)的芯片,但是遺憾的是至今沒(méi)有看到理想的產(chǎn)品,包括很多人推薦的9910或與其類(lèi)似的芯片.

據(jù)說(shuō)9910這類(lèi)芯片在中國(guó)大陸出貨量很大,這恐怕是這類(lèi)芯片的最主要的應(yīng)用市場(chǎng)了.雖然我沒(méi)有用過(guò)這個(gè)芯片,但是在我看來(lái),這類(lèi)芯片應(yīng)用電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)從原理上分析還存在致命的缺陷.

先引用文子貼出的電路圖來(lái)分析它的工作原理:
(好像電路圖貼不上來(lái),請(qǐng)各位參考相關(guān)芯片的datasheet)

上電后,9910驅(qū)動(dòng)MOS開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通,由于電感L1對(duì)電流變化率的限制,使得流過(guò)限流電阻Rcs的電流和9910cs端電壓呈線(xiàn)性上升,至芯片所設(shè)定的門(mén)限電壓時(shí),9910輸出變低,關(guān)斷MOS管.如此反復(fù),達(dá)到控制開(kāi)關(guān)電流的目的.

且看影響LED回路的平均電流的因素:
如果忽略MOS管飽和壓降和反饋電阻壓降對(duì)整個(gè)回路電壓的影響,經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的推算可以得出回路的平均電流應(yīng)為:
Iled=0.5*(Vcs/Rcs)^2*f*L*Vin/(Vled*(Vin-Vled));
這里,L為L(zhǎng)1的電感量,Vcs 為9910CS端的門(mén)限電壓,f為開(kāi)關(guān)頻率,Vin 為輸入電壓,Vled 為串聯(lián)LED回路的額定電壓.
由上可以看出,在電路參數(shù)確定的情況下,LED回路平均電流與輸入電壓和串聯(lián)LED的額定壓降均呈線(xiàn)性關(guān)系.所以這種電路是不可能起到恒流的作用的.


從電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析,這種電路只能用在恒壓+恒流的方案中,而不能直接接入市電交流整流的電路中.

除了上述理論分析的問(wèn)題,此類(lèi)電路在設(shè)計(jì)和應(yīng)用過(guò)程中還存在很大風(fēng)險(xiǎn):
首先,要保證電路正常工作,電感量必須滿(mǎn)足:
L ≥ (Vin– Vled)* T * Rcs / Vcs
如此,即使按照額定的工作條件設(shè)計(jì)好電路參數(shù),實(shí)際使用中,電網(wǎng)的浪涌電壓,一定數(shù)量的死燈,都會(huì)隨時(shí)破壞這種條件而造成不可逆轉(zhuǎn)的后果.

其次,設(shè)計(jì)結(jié)果的可預(yù)期性和電路參數(shù)的離散性影響:即使在額定工作環(huán)境下,芯片和MOS管的延時(shí)以及上升下降時(shí)間對(duì)最終回路電流都會(huì)有較大的影響,一般設(shè)計(jì)人員很難獲得與原設(shè)計(jì)相符合的實(shí)際結(jié)果.

綜上所述,這種芯片及其相應(yīng)的應(yīng)用電路是不能用于直接接入市電交流來(lái)作為驅(qū)動(dòng)LED的恒流源.
從songlsx的發(fā)言可知,它可以影響芯片廠家的設(shè)計(jì)改進(jìn),事實(shí)上只要將該芯片的控制參數(shù)改為由控制端的電壓反向模擬控制內(nèi)部振蕩器的占空比,而不是直接關(guān)斷MOS管,那么,只要在Rcs上加一個(gè)平滑電容就可以做出一個(gè)性能優(yōu)越的降壓型恒流源了.