解析成本3.5元的LED燈管驅動方案
圖2原理圖顯示,實現18W的輸出功率,方案所需的所有元件為僅14個。圖3、圖4的直觀顯示表明,該方案小于一枚一元硬幣。上文介紹的先進的控制方式是實現更高的功率密度的根本原因。實際意義并不僅僅是提高了功率密度。技術進步所帶來的還包括:線路更簡單、成本降低、恒流精度更高。95%的效率高于市場大部分方案,小電流、高電壓的設計思路是實現如此高效率的關鍵。
實驗結果
對于輸入電壓、負載LED變化情況下,我們測試得到如下線性、負載調整率結果:
圖5的線性調整率接近0,這是因為芯片逐周期閉環控制,立刻響應,不會引起輸出電流變化。在實現如此理想的線性調整率的同時,還省卻了第二代控制芯片因為線性補償的許多外圍元器件,簡單即完美的哲學在此設計中再一次體現。

圖5:系統線性調整率

圖6:系統負載調整率
圖5、6可以看到,由于閉環控制,在設計的正常工作范圍內,輸出電流維持定值,單顆系統可以認為是恒定的輸出電流,即線性調整率接近0,負載調整率為±0.5%.量產時,由于參數一致性分布,大量試產數據表明,恒流精度小于±2%.
高負載調整率的實際意義是多套燈負載可以用一套電源。例如12串輸出是36V左右,24串輸出是72V左右,如果設計電流值相同,可以使用同一套電源,對于電源廠,在生產中對于備料、庫存管理有顯著價值。值得一提的是,如圖6,此系統在短路的時候依然實現了恒流,這就意味著:1.短路保護通過最安全的方式實現。2.這是真正意義的全負載恒流。

圖7:開關波形
下面我們來看一下元件清單:

總成本BOM成本低于$3.5.這個成績跟某些阻容降壓或者線性高壓方案比,算不上特別,但考慮到這樣的線性調整率、負載調整率以及系統效率,以及沒有任何工頻紋波的輸出恒流效果,筆者無意盲從眾生,高舉“低成本”的噱頭,只想表達簡單的設計哲學在成本核算時體現得淋漓盡致。
趨勢展望
筆者認為,隨著絕緣散熱材料的優化普及,非隔離驅動方案是大勢所趨。其更高的效率實際意義除了降低能耗,更提高了LED燈珠使用率,降低成本,給消費者帶來動力。某些低價隔離方案,事實上完全沒有達到隔離的安規,劍走偏鋒,不利于長遠發展。
好在LED行業目前是個典型的短周期行業,技術而非資本是核心競爭力。大膽的預測:
-隔離單級PF高紋波的方案遲早被“一級半”方案(高PF、低紋波、體積緊湊)所替代。
-線性高壓LED方案會逐步替代阻容降壓方案。
-成熟“一級半”方案大量面市之前,非隔離方案將漸漸奪取隔離方案的份額。
-非隔離方案亦朝兩個方向發展:一個是高端填谷式高效率、高PF、低紋波方案。一個是本文的全閉環超高性價比方案,其目標是讓LED日光燈在維持高品質的情況下,讓市場售價迫近30元人民幣,會引起市場爆發。
-可控硅調光方案,雖然伴隨著頑固的在墻上的可控硅會存留,并且有大量棄而不舍的廠商嘗試做“全兼容方案”,但隨著先進LED調光技術的興起,將退出歷史舞臺。取而代之的方案將給人們非常新穎的光體驗。
崇效天,卑法地。筆者作為節能環保事業的狂熱追求者,作為LED業內人士,深信先進技術是未來簡單、完美而光明世界的唯一驅動力。創造力永遠是人類得以生存、進化的原動力。盲目低價低質惡性競爭的所謂“商業行為”,只能謀取短期私利,自毀長城,使消費者對LED產品喪失信心。廣東省質量技術監督局在去年8月通報LED燈產品質量省級專項監督抽查結果,在7個地市21家企業生產的LED燈產品共23批次,產品不合格率為73.9%.這樣的調查數據,你還敢用LED產品嗎?你還能相信它節能環保嗎?這就是走火入魔的結果,一個有良知的業內人士,唯有對先進技術孜孜不倦追求,才是造福人類的唯有途徑。
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