无电解电容LED驱动方案中输出功率的测量.doc

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无电解电容LED驱动方案中输出功率的测量 　时间：2011-02-14　浏览1336次【字体：大中小】 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C
8、C9采用470？F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η=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C
8、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（470？FX2）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C
8、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η=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（6.37Wvs.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（22？FX2）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η=6.37/8.10=84.7%。
因此效率是没有下降的。