無電解電容線性恒流源的利弊——茅于海
一、無電解電容的簡單方法
去掉電解電容是很容易的事,而且它也是可以工作的。
圖一. 最簡單的無電解電容電路
然而這種電路的壽命更短,因為它沒有采用恒流的措施所以當(dāng)輸入電壓升高或溫度升高時,電流就會很快升高,以致很快就會燒毀LED。加電阻限流雖然可以解決一些問題,但是其效率只有52%-73%。是完全無法接受的。
所以必須加以恒流,那怕是最簡單的恒流二極管。
圖二. 加上恒流二極管的無電解電容電路和電流波形圖
然而這個電路也是無法工作的。因為輸入是半個正弦波,在低電壓時LED是不能啟動,雖然電壓升高到一定程度時,它可以恒流,這時候電流的波形接近一個矩形波,所以它的功率因數(shù)也不能令人滿意,因為只有當(dāng)電流波形和電壓波形一樣時,功率因數(shù)才能等于1。那么能不能開發(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?
二、ExClara 的EXC100解決方案
美國硅谷的ExClara公司提出了一種方案可以接近地 解決這個問題。因為采用恒流二極管以后,電流只能是平的,所以也就只能用階梯波來接近正弦波。
圖三. 用矩形波來近似正弦波和實測圖
這個看起來很簡單的事,真要實現(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
它首先要測量輸入電壓,等到輸入電壓達(dá)到一定值以后,開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。
后來美國的Supertex公司也開發(fā)了一個可接通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。
圖五. CL8801的框圖
其實這里面還沒有畫出測量輸入電壓的電路,這個電路測量輸入電壓并將其和幾個設(shè)定好了的四個值逐一比較,并依次接通開關(guān)1、2、3、4。而這些開關(guān)都必須是耐高壓的MOS管。所以整個芯片都必須采用高壓工藝來制作。其成本是很高的。EXC100的售價約為10元人民幣。臺灣的AIC公司也做了類似的產(chǎn)品。
還有韓國、日本等很多公司也都有類似的產(chǎn)品,看來這種產(chǎn)品好像很受歡迎,就是成本比較高。
三、晶豐的BP5801
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