【導(dǎo)讀】LED是一種直流器件，最好是采用直流供電。而電解電容也就是能夠利用它的儲(chǔ)能效應(yīng)來(lái)把半個(gè)正弦波變成接近直流的最好手段。只要用上電解電容，那么以上的問(wèn)題就都不存在。至于功率因數(shù)本來(lái)就不是什么問(wèn)題。這里茅于海專(zhuān)家為大家全面剖析無(wú)電解電容線性恒流源的利弊。
2012年是LED大規(guī)模進(jìn)入室內(nèi)和家庭照明的第一年，也是民用LED開(kāi)始的第一年。作為民用產(chǎn)品對(duì)產(chǎn)品的性能、價(jià)格、可靠性提出了更為嚴(yán)格的要求。一方面要求LED的發(fā)光效率不斷提高、價(jià)格不斷降低。另一方面，對(duì)于LED的恒流驅(qū)動(dòng)源也提出了很多要求。在一般人的心目里，LED本身的壽命已經(jīng)是非常高了，但是實(shí)際的壽命卻是非常低，往往是由于電源壽命低而引起。而電源的壽命往往取決于電解電容的壽命。因?yàn)橥ǔＵJ(rèn)為電解電容的壽命是很低的。假如恒流源根本就沒(méi)有電解電容，那么它的壽命就一定可以很高了。更何況拿掉電解電容以后功率因數(shù)也就可以得到改善。所以各式各樣的無(wú)電解電容的恒流源就吸引很多人的關(guān)注。
一．無(wú)電解電容的簡(jiǎn)單方法
去掉電解電容是很容易的事，而且它也是可以工作的。
圖一最簡(jiǎn).單的無(wú)電解電容電路
然而這種電路的壽命更短，因?yàn)樗鼪](méi)有采用恒流的措施所以當(dāng)輸入電壓升高或溫度升高時(shí)，電流就會(huì)很快升高，以致很快就會(huì)燒毀LED。加電阻限流雖然可以解決一些問(wèn)題，但是其效率只有52%-73%。是完全無(wú)法接受的。
所以必須加以恒流，那怕是最簡(jiǎn)單的恒流二極管。
圖二.加上恒流二極管的無(wú)電解電容電路和電流波形圖
然而這個(gè)電路也是無(wú)法工作的。因?yàn)檩斎胧前雮€(gè)正弦波，在低電壓時(shí)LED是不能啟動(dòng)，雖然電壓升高到一定程度時(shí)，它可以恒流，這時(shí)候電流的波形接近一個(gè)矩形波，所以它的功率因數(shù)也不能令人滿意，因?yàn)橹挥挟?dāng)電流波形和電壓波形一樣時(shí)，功率因數(shù)才能等于1。那么能不能開(kāi)發(fā)出一種電路使得它的電流波形盡可能接近于電壓波形呢？
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二．ExClara的EXC100解決方案
美國(guó)硅谷的ExClara公司提出了一種方案可以接近地解決這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)椴捎煤懔鞫O管以后，電流只能是平的，所以也就只能用階梯波來(lái)接近正弦波。
圖三.用矩形波來(lái)近似正弦波和實(shí)測(cè)圖
這個(gè)看起來(lái)很簡(jiǎn)單的事，真要實(shí)現(xiàn)可是一件很復(fù)雜的事。為了得到這樣的電流波形，就必須依次接通具有不同恒流值的LED串。其EXC100芯片具體框圖如圖四所示。
圖四.EXC100的連接框圖
它首先要測(cè)量輸入電壓，等到輸入電壓達(dá)到一定值以后，開(kāi)始接通第一串恒流于比較低值的LED；到達(dá)更高一些的電壓以后就開(kāi)始在第一串后面再接上第二串LED并恒流于更高的電流；最后等到電壓更高以后，再接通第三串LED并恒流于更高值的電流。所以它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是很復(fù)雜的。
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后來(lái)美國(guó)的Supertex公司也開(kāi)發(fā)了一個(gè)可接通4串LED的CL8801。采用4串以后PF可以達(dá)到0.98，諧波失真也可以小于20%。它的框圖如圖五所示。
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圖五.CL8801的框圖
其實(shí)這里面還沒(méi)有畫(huà)出測(cè)量輸入電壓的電路，這個(gè)電路測(cè)量輸入電壓并將其和幾個(gè)設(shè)定好了的四個(gè)值逐一比較，并依次接通開(kāi)關(guān)1、2、3、4。而這些開(kāi)關(guān)都必須是耐高壓的MOS管。所以整個(gè)芯片都必須采用高壓工藝來(lái)制作。其成本是很高的。EXC100的售價(jià)約為10元人民幣。
臺(tái)灣的AIC公司也做了類(lèi)似的產(chǎn)品。
還有韓國(guó)、日本等很多公司也都有類(lèi)似的產(chǎn)品，看來(lái)這種產(chǎn)品好像很受歡迎，就是成本比較高。
未完待續(xù)——————大家可以繼續(xù)關(guān)注下期的詳解。
