本文應用上海占空比半導體公司的DU8613芯片，基於非隔離BUCK拓撲提供了一種3W球泡燈LED恒流控製驅動方案，並提供了實驗數據和相關波形圖
，並且展望了非隔離驅動的發展空間。

市場目前主流3W驅動電源簡介

3W LED球泡燈是目前消費需求量最大的市場之一，目前主流的方案是3×1W，每個燈珠3.3V300mA，通過3個燈珠串聯方式形成負載，輸出負載為10V/300mA. 由(you)於(yu)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)整(zheng)流(liu)後(hou)和(he)此(ci)輸(shu)出(chu)負(fu)載(zai)電(dian)壓(ya)相(xiang)差(cha)較(jiao)大(da)
，所(suo)以(yi)最(zui)適(shi)合(he)的(de)方(fang)式(shi)是(shi)通(tong)過(guo)反(fan)激(ji)隔(ge)離(li)降(jiang)壓(ya)驅(qu)動(dong)。然(ran)而(er)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu)結(jie)構(gou)複(fu)雜(za)，器(qi)件(jian)較(jiao)多(duo)，成(cheng)本(ben)較(jiao)高(gao)
，效(xiao)率(lv)較(jiao)低(di)
，可(ke)靠(kao)性(xing)較(jiao)低(di)

，不(bu)適(shi)合(he)批(pi)量(liang)生(sheng)產(chan)。與(yu)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu)相(xiang)對(dui)地(di)，非(fei)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu)線(xian)路(lu)簡(jian)單(dan)，所(suo)用(yong)器(qi)件(jian)少(shao)
，體(ti)積(ji)小(xiao)，成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)，效(xiao)率(lv)較(jiao)高(gao)。隨(sui)著(zhe)市(shi)場(chang)對(dui)成(cheng)本(ben)和(he)效(xiao)率(lv)的(de)要(yao)求(qiu)，非(fei)隔(ge)離(li)電(dian)路(lu)在(zai)小(xiao)功(gong)率(lv)LED驅動領域開始登上舞台。  

DU8613集成開關簡化線路實現全閉環3WLED球泡燈恒流控製

DU8613是一款連續電流工作模式的降壓式恒流控製器

，具有3%的係統恒流精度，內部集成了500V高壓MOSFET，在一定程度上簡化了外圍電路

，並且設定了采樣電阻開路、短路保護，輸出過流、短路保護，過溫保護等保護功能。DU8613是基於TRUEC2技術

，實現全閉環高精度的恒流控製方法
，專門用於3WLED非隔離球泡燈驅動的芯片。圖1所示是利用該芯片實現的一種降壓驅動方案。如圖1芯片CS端檢測到的電感電流信號經過專利技術處理，如圖2中的TRUEC2閉環恒流控製模塊，就得到電感電流(即輸出電流)的平均值。芯片通過檢測到的不同的輸出電流平均值控製開關管占空比，從而實現閉環控製。  
 

圖2：DU8613內部功能圖

[page]

圖3：DU8613球泡燈應用實物圖及其PCB布線圖

LED恒流控製驅動方案實驗結果實驗結果

我們選擇一個典型的LED球泡燈應用來做IC功能的驗證，基本電參數如下：
輸入電壓範圍：180~265VAC/50Hz 典型效率：>88%
輸出電壓範圍：3~52VDC 輸出電流：60mA
標稱輸出功率：3W
對於輸入電壓、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4：係統線性調整率

圖4的線性調整率接近0，zheshiyinweixinpianzhuzhouqibihuankongzhi，likexiangying
，buhuiyinqishuchudianliubianhua
，youxiaoyizhiledianwangdianyabodongyinqideraodong。zaishixianrucilixiangdexianxingtiaozhenglvdetongshi，haishengqueledierdaikongzhixinpianyinweixianxingbuchangdexuduowaiweiyuanqijian，jiandanjiwanmeidezhexuezaicishejizhongzaiyicitixian。 
 

圖5：係統負載調整率

圖5中的係統負載調整率為0.3%，它的實際意義是多套燈負載可以用一套電源。例如12串LED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


，對於電源廠，在生產中對於備料
、庫存管理有顯著價值。值得一提的是
，如圖6，此係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6：電感調整率
 

[page] 
市麵上的傳統芯片利用開環的控製技術——固定Toff的控製技術

，電流推導公式如下：
平均電感電流：ILav=ILpk-(1/2)×ILr
Lpk為電感峰值電流：ILpk=Vcs/Rcs
ILr為電感紋波電流：ILr=(Vout/L)×Toff  

如果采用傳統芯片，電感的變化會引起輸出電流的變化,然而在批量生產時電感的一致性很難控製。圖6顯示，采用DU8613芯片，在不同的功率電感下，仍然能保持輸出電流恒定，因此降低了電感一致性的要求，有利於電感的批量采購，從而降低采購成本。

 
圖7：效率曲線


圖8：市場某公司隔離3WLED驅動方案效率曲線 

圖4
、5、6可以看到，由於閉環控製，在設計的正常工作範圍內
，輸出電流維持定值，單顆係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±0.3%。量產時
，由於參數一致性分布，大量試產數據表明，恒流精度小於±2%。圖7顯示，適當調整輸入
，輸出標稱功率3w的時候
，係統效率可以在88%以上，即使是在全電壓輸入範圍內效率也能達到86%以上。圖8為市場某隔離3W方案的效率曲線。對比表明
，對於小功率LED球泡燈
，非隔離從節能角度相對於隔離是一種巨大進步，如果折算到全球球泡燈耗電，這種節能減排的效果，是相當可觀的。

實驗表明
，DU8613采用全閉環恒流控製能夠實現高精度恒流控製，應用於驅動3W的球泡燈
，總BOM成本低於1.5元。這個成績跟某些阻容降壓或者恒流二極管方案相當，而且它的線性調整率、負載調整率、係xi統tong效xiao率lv，以yi及ji沒mei有you任ren何he工gong頻pin紋wen波bo的de輸shu出chu恒heng流liu效xiao果guo，使shi該gai芯xin片pian占zhan有you有you利li的de優you勢shi。並bing且qie電dian路lu板ban器qi件jian少shao焊han接jie容rong易yi，有you利li於yu批pi量liang生sheng產chan。由you於yu芯xin片pian全quan電dian流liu反fan饋kui對dui外wai界jie條tiao件jian的de依yi耐nai性xing弱ruo的de特te點dian，在zai原yuan料liao采cai購gou上shang既ji方fang便bian又you可ke以yi降jiang低di成cheng本ben。

LED恒流控製趨勢展望

順應市場的需要

，降低成本
、提高效率和可靠性已經成為每個企業最求的目標。采用隔離反激變換器的電路比較複雜，變壓器存在較大損耗，進而效率較低。LED本身是一種節能環保的新興替代光源，針對目前市場使用較多的3×1W隔離方案，是基於市場主流燈珠搭配而產生的
，但是70%左右的效率令人失望，如果驅動電源沒有足夠高的轉換效率，談何節能環保

？  

非隔離電路具有結構簡單、器件少、成本低、效率高等優點，鑒於以上諸多優點，非隔離電路將漸漸取代隔離電路在小功率LED驅動電源的地位
，成為這種驅動電源的主流。基於上海占空比公司的DU8613的驅動方案在保證成本足夠低的基礎上，帶來了恒流精度高，效率高的優勢。筆者認為
，非隔離
、小電流的特性正順應了市場的需要，必然會逐步取代隔離方案。

【相關閱讀】
可實現高效率、高調光比的LED恒流驅動電路設計
線性LED驅動IC對比：盤點幾款大功率LED線性驅動
【精心收集】全球LED恒流驅動及恒流IC大盤點