作者：華潤微集成電路（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、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，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)動方案中，高PF高效線性LED驅(qū)動技術(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

一般為了實現(xiàn)去頻閃，通常會在高效LED驅(qū)動的基礎(chǔ)上再增加一個去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會需要一個控制環(huán)路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，同時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，而是使用一個恒流源（Q2，OP2）作為無頻閃的驅(qū)動，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，輸入電壓會低于LED導(dǎo)通電壓，因此需要一個儲能電容Co來維持LED的輸出。在常規(guī)的應(yīng)用中，Co的驅(qū)動（Q1，OP1）是一個固定的充電控制，峰值電流外部設(shè)定后就已經(jīng)固定，考慮到高效的實現(xiàn)再加入一個過壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來設(shè)定。但是這樣會帶來一個問題，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)載的變化做動態(tài)調(diào)整，只能被動的輸入電壓高于LED電壓后導(dǎo)通，因此會帶來兩種后果，一是如果充電電流過多會導(dǎo)致Co放電時Q2的輸入電壓過高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個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。

為了解決這個問題，PT4519檢測Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個環(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保持一個比較低的輸入電壓，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，電容Co的放電電壓也會比較低，從而在充電時可以增加一些導(dǎo)通角，提高PF。此外Q1同時檢測母線電壓來控制充電電流，在輸入峰值高壓時減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統(tǒng)效率。同時可以通過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和效率得到一個均衡的處理。

由于是線性LED驅(qū)動，當(dāng)輸入電壓比較低時，由于Q2充電電流能力的限制及導(dǎo)通時間的減小，輸出LED的平均電流必然會下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會出現(xiàn)工頻閃爍，為了解決低這個問題，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COMP電壓會升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時以此作為一個控制量來降低基準(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，以此來實現(xiàn)低輸入電壓時LED也能無頻閃的輸出。

下表是PT4519和競爭對手的一些比較，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)動方案PT4519的實現(xiàn)過程及一些競爭對手的對比數(shù)據(jù)。在滿足高PF無頻閃要求的同時，PT4519的效率在高輸入電壓時得到了提高，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。

編輯：hfy