調(diào)查顯示，全球每年因使用傳統(tǒng)白熾燈照明而產(chǎn)生了大量的能源消耗，而LED照明能有效降低能耗和減少溫室氣體排放，所以無論從環(huán)?；蛘咦陨砉?jié)約成本的角度來看，LED照明是目前市場(chǎng)上高效能的照明解決方案，而且隨著全球各國(guó)相繼提出淘汰白熾燈、推廣LED燈，相信今后LED照明是大勢(shì)所趨。

當(dāng)然，雖然LED燈能夠替換現(xiàn)有光源并可在照明系統(tǒng)中快速應(yīng)用，但是采用LED對(duì)現(xiàn)有光源進(jìn)行改裝并非普遍假定的那般簡(jiǎn)單。首先，LED燈并不具有類似于白熾燈的電阻特性，其次，LED燈的額定功率通常會(huì)顯著低于現(xiàn)有光源的功率，在工作時(shí)，會(huì)導(dǎo)致閃爍等干擾效果或頻閃等其它類型的光調(diào)制，所以，要普及LED照明，一款優(yōu)異的LED照明解決方案是必不可少的。今天愛板網(wǎng)就給大家推薦兩款優(yōu)異的小功率LED照明解決方案——EVALLEDICL8201F1模塊以及EVALLEDICL8201F2模塊，分別可以適用于GU10以及T8型的LED應(yīng)用。

由于兩款模塊都是基于LED電源應(yīng)用，又都基于英飛凌同一款LED控制芯片ICL8201，在整體的電路結(jié)構(gòu)上差別不大，主要是針對(duì)兩個(gè)特定LED領(lǐng)域的應(yīng)用，在MOS管的選擇上有些許出入，所以接下來我們主要針對(duì)一款LED電源模塊（EVALLEDICL8201F1模塊）做詳細(xì)的介紹，另一款（EVALLEDICL8201F2模塊）則作為比較對(duì)象，而在實(shí)際的測(cè)試環(huán)節(jié)中，我們會(huì)將兩款LED電源模塊分別在極限負(fù)載條件下進(jìn)行測(cè)試。

EVALLEDICL8201F1模塊

首先來看下愛板網(wǎng)拿到的樣品，包裝盒是簡(jiǎn)單的牛皮卡紙，EVALLEDICL8201F1模塊用靜電袋包裹著，總共拿到的是兩個(gè)模塊。

打開靜電袋初略一看，EVALLEDICL8201F1模塊外型跟愛板網(wǎng)先前評(píng)測(cè)過的15W_CE1K0電源模塊（評(píng)測(cè)）差不多的樣子，不過板載元器件更少，更為簡(jiǎn)單，大小也只有33mmx 20mmx 18mm，如下圖所示。

EVALLEDICL8201F1模塊是一個(gè)低成本、高效率、高功率因數(shù)的通用LED照明解決方案（7.5W、180mA），其基本的參數(shù)如下：

輸入電壓&頻率：90VAC~265VAC （60/50Hz）

輸出電壓，電流，功率：33V~47V， 180mA， 7.5W

通過EN55015認(rèn)證（這里基本指燈具的電磁兼容認(rèn)證）
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從模塊的簡(jiǎn)單特性介紹，我們不難發(fā)現(xiàn)，這是一款寬輸入范圍的LED電源模塊，主要包括了輸入電源部分、LED控制部分、LED驅(qū)動(dòng)電路，如下圖所示。（下一頁）

EVALLEDICL8201F1模塊在電源部分會(huì)將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后濾波；控制部分通過英飛凌LED控制器ICL8201實(shí)現(xiàn)；在LED驅(qū)動(dòng)電路上采用了英飛凌CoolMOS IPU50R3K0CE實(shí)現(xiàn)，整個(gè)模塊的原理圖如下所示，在這個(gè)原理圖中，我們重點(diǎn)需要關(guān)注的是英飛凌LED控制器ICL8201以及CoolMOS IPU50R3K0CE。

英飛凌LED控制器ICL8201

我們首先來認(rèn)識(shí)下EVALLEDICL8201F1模塊搭載的核心——英飛凌全新的LED控制器ICL8201。

ICL8201是一種串疊（共源共柵）結(jié)構(gòu)電流模式控制器，采用了SOT23-6封裝，支持實(shí)現(xiàn)小尺寸和低成本的設(shè)計(jì)，適用于非隔離浮動(dòng)降壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，該串疊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)效率。那有人就有疑問了，如何降低系統(tǒng)成本？又是如何提高系統(tǒng)效率呢？

如上圖的參考設(shè)計(jì)所示，高度集成的 ICL8201 控制器電路結(jié)構(gòu)無需使用輔助繞組為 IC 供電，也無需使用高壓耗盡型 MOS 管，就可實(shí)現(xiàn)快速點(diǎn)燈，這就大大降低系統(tǒng)成本。另外，串疊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)消除了啟動(dòng)電阻在整個(gè)工作期間產(chǎn)生的損耗，有助于提高系統(tǒng)效率和可靠性。

對(duì)于英飛凌的這顆ICL8201，筆者總結(jié)了以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

所需外部元件很少，支持小尺寸和低成本

IC支持單電感，無輔助繞組

先進(jìn)的串疊結(jié)構(gòu)，無需高壓?jiǎn)?dòng)單元，支持90~305Vac

完整的保護(hù)模式，包括智能過溫保護(hù)

LED輸出電流高達(dá)500mA

ICL8201支持直流和交流輸入，能實(shí)現(xiàn)高功率因數(shù)校正 （PFC），在臨界導(dǎo)通運(yùn)行模式下提高效率并減少 EMI 設(shè)計(jì)，無需過零檢測(cè)繞組，搭載外部功率開關(guān)（比如參考設(shè)計(jì)中的CoolMOSFET系列），最大能提供 500mA 驅(qū)動(dòng)電流，非常適用于 LED照明的驅(qū)動(dòng)電源平臺(tái)設(shè)計(jì)，另外，其ICL8201搭載的過溫保護(hù)功能可以有效保護(hù)產(chǎn)品，如下圖，在135℃的時(shí)候，電流完全截止了。

CoolMOS IPU50R3K0CE

IPU50R3K0CE是英飛凌CoolMOS系列MOS管，具有非常低的通態(tài)電阻Rds以及Eoss，適用于FPC、硬開關(guān)PWM、諧振開關(guān)PWM等功能的應(yīng)用，MOS管的具體的參數(shù)如下所示。（下一頁）

注：表格中的參數(shù)是MOS管選型的重要依據(jù)，VDS、ID代表電路中的電壓與電流可容許的最大值，但是在實(shí)際設(shè)計(jì)中應(yīng)該留有余量。RDS是MOS管的通態(tài)電阻，影響開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率，Qg是指MOS管結(jié)電容，影響MOS管開關(guān)的損耗，開關(guān)頻率越大，Qg的參數(shù)就越加重要。

EVALLEDICL8201F2模塊

看完EVALLEDICL8201F1模塊，我們?cè)賮砜纯从w凌的另一款EVALLEDICL8201F2模塊會(huì)有什么不同，如下圖所示。

EVALLEDICL8201F2模塊大小為42mm x 20mm x 15mm，個(gè)頭要比EVALLEDICL8201F1模塊大一點(diǎn)，同樣采用了串疊（共源共柵）結(jié)構(gòu)電流模式控制器ICL8201控制器，非隔離式結(jié)構(gòu)。從下圖的對(duì)比中可以看到，兩個(gè)LED電源模塊重要的區(qū)別在于MOS管的選型。

EVALLEDICL8201F2模塊采用了英飛凌IPS65R1K5CE （IPAK） MOS管，相比EVALLEDICL8201F1模塊搭載的MOS，它具有更高的額定電壓電流值，并且具有更低的通態(tài)電阻值，但是，相對(duì)的，它的MOS管結(jié)電容要稍大，會(huì)影響MOS管的開關(guān)損耗，所以電源工程師設(shè)計(jì)的時(shí)候要根據(jù)實(shí)際應(yīng)用綜合考慮來選擇適合的MOS管，有關(guān)IPS65R1K5CE的具體的參數(shù)如下表。

最后，我們來對(duì)比下兩個(gè)LED電源模塊的參數(shù)，如下表所示：

EVALLEDICL8201F1 & EVALLEDICL8201F2 實(shí)際應(yīng)用表現(xiàn)

實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：

EVALLEDICL8201F1模塊 & EVALLEDICL8201F2模塊

功率分析儀一臺(tái)（YOKOGAWA WT3000，特別感謝蘇州歐姆尼克新能源科技有限公司提供儀器測(cè)試）

電子負(fù)載（由于沒有相應(yīng)的LED電源模塊作為負(fù)載，暫時(shí)用電子負(fù)載來代替）

將測(cè)試的東西準(zhǔn)備好后，搭建測(cè)試平臺(tái)，輸入電源采用了寬電源的交流輸入（EVALLEDICL8201F1：90VAC~265vac，EVALLEDICL8201F2：170VAC~277VAC），輸入電源首先經(jīng)過功率分析儀，然后再作為電源模塊的輸入；由于模塊都是恒流輸出，所以用電子負(fù)載充當(dāng)一個(gè)“負(fù)載”，負(fù)載范圍為兩個(gè)LED模塊的最大值，最小值以及中間值，測(cè)試平臺(tái)如下所示。（下一頁）

EVALLEDICL8201F1模塊測(cè)試結(jié)果

我們首先進(jìn)行了EVALLEDICL8201F1模塊的測(cè)試，測(cè)試范圍選取了模塊標(biāo)準(zhǔn)的可承受的負(fù)載的極限值（33V~47V，180mA輸出），具體測(cè)試的數(shù)據(jù)如下：

綜合來看，英飛凌EVALLEDICL8201F1模塊整體的效率不錯(cuò)，在89%左右；而在每個(gè)測(cè)試環(huán)境下，在最低輸入電壓時(shí)，功率因數(shù)要大于95%，而在最高輸入電壓時(shí)，功率因數(shù)大于80%；另一項(xiàng)總諧波失真（THD）在最低輸入電壓的時(shí)候要小于20%，而在最高輸入電壓時(shí)則小于30%。

以負(fù)載為中間值的測(cè)試情況（LED在40V， 180mA輸出的負(fù)載條件下）為例，我們根據(jù)測(cè)試的數(shù)據(jù)可以畫出EVALLEDICL8201F1模塊相應(yīng)的功率因數(shù)和總諧波失真與輸入電壓的關(guān)系，圖表如下圖所示。

可以看到，以國(guó)內(nèi)的市電情況（220Vac），我們根據(jù)英飛凌EVALLEDICL8201F1模塊還是能設(shè)計(jì)出比較優(yōu)秀的LED照明解決方案。

EVALLEDICL8201F2模塊測(cè)試結(jié)果

另外，我們也測(cè)試了下另一款EVALLEDICL8201F2電源模塊，這款是針對(duì)T8型LED的應(yīng)用，功率要比EVALLEDICL8201F1模塊大一些。

同樣，搭建測(cè)試平臺(tái)，不過需要注意的是EVALLEDICL8201F2模塊的輸入電壓為170Vac~277Vac，輸出為18W、270mA，測(cè)試過程就不一一描述了?？梢钥吹?，EVALLEDICL8201F2電源模塊的效率要稍微優(yōu)于EVALLEDICL8201F1模塊，這要?dú)w功于上面我們所說的那顆通態(tài)電阻值更小的MOS管。

本文介紹了英飛凌推出的7.5W、180mA小功率的LED照明解決方案EVALLEDICL8201F1 以及18W、270mA針對(duì)T8型LED應(yīng)用的EVALLEDICL8201F2模塊，兩個(gè)模塊都是基于英飛凌最新的LED控制器ICL8201，ICL8201具有眾多優(yōu)異的特點(diǎn)，如：支持單電感，無輔助繞組、具有先進(jìn)的串疊結(jié)構(gòu)，無需高壓?jiǎn)?dòng)單元，支持90~305Vac的寬電壓輸入范圍、所需外部元件很少，配合英飛凌IPU50R3K0CE 或者IPS65R1K5CE CoolMOS管系列，可以實(shí)現(xiàn)針對(duì)GU10型以及T8型LED照明系統(tǒng)的小尺寸、低成本的解決方案。