无电解电容LED驱动方案中输出功率的测量

2012-09-27 16:07:45来源: 21ic
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。

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图1、基于MT7920的隔离LED驱动方案

* 当输出电容C8、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。

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图2、输出采用电解电容(470?F 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(6.37W 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?
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关键字:无电解电容  LED驱动  输出功率

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2012/0927/article_6016.html
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