作者：華潤(rùn)微集成電路（無錫）有限公司

LED是一種能發(fā)光的半導(dǎo)體電子元件，這種電子元件早期只能發(fā)出低光度的紅光，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在已發(fā)展到能發(fā)出可見光、紅外線及紫外線的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、壽命長(zhǎng)、不易破損、開關(guān)速度高、高可靠性等傳統(tǒng)光源不及的優(yōu)點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于指示燈、顯示器及照明領(lǐng)域。

在線性LED驅(qū)動(dòng)方案中，高PF高效線性LED驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)日漸成熟，但是隨著最新歐盟ERP指令的發(fā)布，增加了對(duì)頻閃的要求（SVM≤0.4，Pst LM≤1.0），無頻閃、高PF、高效率三者之間互相制衡，因此如何使三者兼顧是目前新的研究方向，見圖1。

圖2

一般為了實(shí)現(xiàn)去頻閃，通常會(huì)在高效LED驅(qū)動(dòng)的基礎(chǔ)上再增加一個(gè)去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會(huì)需要一個(gè)控制環(huán)路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時(shí)還帶來比較大的損耗。PT4519換了一種做法，不用串聯(lián)去頻閃電路，而是使用一個(gè)恒流源（Q2，OP2）作為無頻閃的驅(qū)動(dòng)，并聯(lián)在主電路里，減少了串聯(lián)應(yīng)用帶來的損耗。

在交流電壓的谷底期間，輸入電壓會(huì)低于LED導(dǎo)通電壓，因此需要一個(gè)儲(chǔ)能電容Co來維持LED的輸出。在常規(guī)的應(yīng)用中，Co的驅(qū)動(dòng)（Q1，OP1）是一個(gè)固定的充電控制，峰值電流外部設(shè)定后就已經(jīng)固定，考慮到高效的實(shí)現(xiàn)再加入一個(gè)過壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來設(shè)定。但是這樣會(huì)帶來一個(gè)問題，一旦外部設(shè)定好后充電電流就被固定，無法根據(jù)輸入電壓及輸出負(fù)載的變化做動(dòng)態(tài)調(diào)整，只能被動(dòng)的輸入電壓高于LED電壓后導(dǎo)通，因此會(huì)帶來兩種后果，一是如果充電電流過多會(huì)導(dǎo)致Co放電時(shí)Q2的輸入電壓過高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個(gè)就是如果充電電流偏少導(dǎo)致Co放電過低，LED輸出無法維持恒流，從而出現(xiàn)工頻閃爍。

為了解決這個(gè)問題，PT4519檢測(cè)Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個(gè)環(huán)路補(bǔ)償電路，使得Q2在各種輸入輸出條件下都能恒流輸出的同時(shí)保持一個(gè)比較低的輸入電壓，使得Q2的損耗降為最低，從而提高系統(tǒng)的整體效率。

當(dāng)Q2漏極電壓比較低時(shí)，電容Co的放電電壓也會(huì)比較低，從而在充電時(shí)可以增加一些導(dǎo)通角，提高PF。此外Q1同時(shí)檢測(cè)母線電壓來控制充電電流，在輸入峰值高壓時(shí)減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統(tǒng)效率。同時(shí)可以通過PF腳的外接電阻來調(diào)整Q1充電電流減小的幅度，從而使系統(tǒng)的PF和效率得到一個(gè)均衡的處理。

由于是線性LED驅(qū)動(dòng)，當(dāng)輸入電壓比較低時(shí)，由于Q2充電電流能力的限制及導(dǎo)通時(shí)間的減小，輸出LED的平均電流必然會(huì)下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會(huì)出現(xiàn)工頻閃爍，為了解決低這個(gè)問題，PT4519創(chuàng)造性的改善了環(huán)路補(bǔ)償COMP電壓的功能，在輸入電壓比較低時(shí)COMP電壓會(huì)升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時(shí)以此作為一個(gè)控制量來降低基準(zhǔn)，從而使LED輸出電流下降，使得Q2的充電電流平均值等于LED輸出電流，以此來實(shí)現(xiàn)低輸入電壓時(shí)LED也能無頻閃的輸出。

下表是PT4519和競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的一些比較，可以看到使用上述技術(shù)后PT4519的性能全面占優(yōu)。

圖3

本文小結(jié)：

本文介紹了高PF無頻閃高效線性LED驅(qū)動(dòng)方案PT4519的實(shí)現(xiàn)過程及一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的對(duì)比數(shù)據(jù)。在滿足高PF無頻閃要求的同時(shí)，PT4519的效率在高輸入電壓時(shí)得到了提高，并且線性調(diào)整率也比較好，能滿足寬輸入電壓范圍的應(yīng)用，接近開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)的性能，但是系統(tǒng)成本及EMI性能優(yōu)于開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)。

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