LED18W日光灯非隔离驱动方案
市场最低成本LED日光灯驱动方案
市场最低成本LED日光灯驱动方案
LED 作为一种新型光源,节能、长寿命、无污染而受到大家的广泛关注,但目前从国内市场来看,要替代传统的节能灯目前还是有一定的过程。
不过,我个人看现在的LED市场,在质量有保证的前提下,价格也合理情况下方可打开国内LED照明市场。
目前台湾数能科技开发一款专门针对LED照明的IC NU501,实现了低成本的恒流驱动方案,整个恒流驱动电源总成本在RMB2元左右。
下面是具体方案说明：
Nu501是最新设计的一款线性LED恒流驱动IC ,封装为sot 23-3,应用电压范围为0.4-12V,输出电流为15-60mA可选。
由于较高的耐压,在多灯串联的应用中, 只需要少量的外部元件,就可以实现交流输入应用,和传统的应用电路相比,不仅省了隔离变压器,而且缩小了整个系统的体积和设计成本。
该产品主要应用在家庭照明和景观照明。
参数设置：。
非隔离电源
LED照明以其高节能、长寿命、利环保的特点成为大家广为关注的焦点。
这几年高亮度的LED光源因其制造技术突飞猛进，而其生产成本又节节下降，如今使用LED光源作为高亮度、高效率而又省电、无碳排放的节能照明光源已成为全球的海量需求，一个以制造LED照明灯具的新兴行业正在崛起，产业链正在日益完善，技术正在日日更新。
BP2808基本工作原理BP2808是专门驱动LED光源的恒流控制芯片。
BP2808工作在连续电流模式的降压系统中，芯片通过控制LED光源的峰值电流和纹波电流，从而实现LED光源平均电流的恒定。
芯片使用非常少的外部元器件就实现了恒流控制、模拟调光和PWM调光等功能。
系统应用电压范围从12VDC到600VDC，占空比最大可达100%；适用于交流85V-265V宽电压输入，主要应用于非隔离的LED灯具电源驱动系统。
BP2808采用专利技术的源极驱动和恒流补偿技术，使得驱动LED光源的电流恒定，从交流85V-265V范围内变化小于±3％。
结合BP2808专利技术的驱动系统应用电路，使得18W 的LED日光灯实用方案，在交流85V-265V 范围内系统效率高于90％。
在交流85V-265V输入范围内，BP2808可以驱动从3W到36W的LED光源阵列，因此广泛应用于E14/E27/PAR30/PAR38/GU10等灯杯和LED日光灯。
BP2808具有多重LED保护功能包括LED开路保护、LED短路保护、过温保护。
一旦系统故障出现的时候，电源系统自动进入保护状态，直到故障解除，系统再自动重新进入正常工作模式。
复用DIM引脚可进行LED模拟调光、PWM调光和灯具系统动态温度保护。
BP2808采用SOP8封装。
LED日光灯应用典型方案设计LED日光灯的LED光源灯条电源驱动方案有很多种，目前非隔离方案因其效率高、体积小、成本低而占主流，而用PWMLED驱动控制器来做LED日光灯驱动电源的又占绝大多数。
LED灯具的驱动电源匹配方案
LED灯具的驱动电源匹配方案现在我们以一支18的LED灯管为例，解析设计思路：那么我们以最常用的3528灯珠为例，LED灯管初面世时，因价格空间比较大，灯带厂家都是采用电流一致性高，高亮度的LED芯片，这类芯片电流普通是：20mA;第一、先计算一粒灯珠的功率：3528一粒灯珠由1粒芯片组成，电压：3.2V;(并联电路：电压不变，总电流相加)如果是品质好的LED芯片：单个芯片电流为0.02A，那么一粒灯珠的功率为0.02A×3=0.06W.但是市场的LED芯片在实际的设计中：单个芯片电流设计为0.018A(考虑余量)，那么一粒灯珠的功率为0.018A×3.2v=0.0576w.第二、我们首先要考虑灯管是隔离还是非隔离的。
功率W计算=电压V×电流A，那么我们先可以大概估算要多少颗珠：18/0.0576=312.5约为312颗第三、我们假设它是隔离的，一般电压要小于36v，即为36/3=12串非隔离的一般设为24串就可以。
312/12=26并;312/24=13并。
这样我们就能初步确定两种12串26并隔离的和24串13并非隔离的方案。
第四、我们可以根据这个选驱动方案：第一对于这种工程师可以跟驱动厂直接沟通，让他们把输入功率调到18w，告诉他们你的灯珠串并方式。
如果面对的是销售你可以告诉你led 驱动输出的电流电压如下：隔离的方案：电压V=36vI=0.18*26=470MA非隔离的方案：电压V=72vI=0.18*13=235MA第五、值得注意的是以上是理想的设计，但是实际中往往我们在设计时要考虑到很多，比如说成本来说，首先我们灯珠的颗数在312颗，这时灯板的功率已经18w，那灯具的功率肯定大于18w。
所以这时要考虑驱动的效率和pf值：假如电源功率18w，pf值0.95效率0.85，那我们会根据电源来设计pcb板。
方法如下：灯板的功率=18*0.85=15.3w等数数目=15.3w/0.0576=265.6约为266但是考虑12串我们把灯珠数目定位264颗。
LED电源驱动 OCP8162 5W-18W 非隔离
典型应用电路图一， OCP8162典型应用电路概述 OCP8162是一款集成了500V MOSFET 高精度非隔离LED 恒流驱动芯片，工作在电流临界连续模式，支持全电压输入AC85V~265V 。
芯片采用SOP8封装形式，内部集成了500V 开关，利用CS 脚设定电流，OCP8162内部工作电流很小(大约100uA)， 无需辅助绕组监测和供电，只需要很少的外围元器件既可优异的输出恒流精度，节约了系统成本和体积。
OCP8162集成了高精度电流取样电路，使得LED 的输出电流精度达到±3%以内；实现优异的线电压调整率，线性调整率达到3%以内。
OCP8162工作在电流临界模式，输出电流不随电感量和LED 工作电压的变化而变化，实现优异的负载调整率，负载调整率2%以内，同时实现效率90%以上。
OCP8162具备完善的保护功能，芯片包括LED 短路检测，一旦发现短路信号芯片便会进入较低的工作频率以限制输出功率。
芯片的保护包括原边电流过流检测、LED 开短路保护、CS 开路保护、欠压锁定和过温保护功能以保证整个系统在恶劣的工作环境中安全可靠的工作。
OCP8162使用环保材料的SOP-8L 封装，工作温度范围为-40度到85度之间。
特征z 集成500V 功率MOSFET z 工作在电流临界模式 z 无需辅助绕组检测和供电z 极低的工作电流 (典型值：100uA) z 支持AC85V~264V 全电压范围输入 z 无需环路补偿 z ±5%的批量一致性 z 3%的线性调整率 z 2%的负载调整率 z LED 开路保护 z LED 短路保护 z 原边过流检测 z 芯片过温保护 z 欠压锁定功能z CS 脚电阻开路保护 z 采用SOP-8L 封装应用AC/DC LED 驱动应用 信号和装饰LED 灯 LED 蜡烛灯 LED 球泡灯 其他LED 照明管脚定义管脚描述管脚名称管脚号描述GND 1信号地VCC 3电源端，需就近接旁路电容6SW 5,内部500V MOSFET高压管的漏端8CS 7,限流电阻设置端4NC 2,不连接，建议悬空电路框图图二，OCP8162内部方块电路图绝对最大额定值（注1）符号参数范围单位VCC 电源电压-0.3~24 V ICC 电源电流 5.0 mA SW 开关节点电压-0.3~500 VCS 电流采样端电压-0.3~7 V OUT 内部高压功率管源极电压-0.3~24 V θJA热阻150 °C/W P DMAX(注2) 功耗0.45 W T A工作环境温度−40 ~ 85 °CT J工作结温−40 ~ 150 °CT STO存储温度−55 ~ 150 °C注1：最大极限值是指超出该工作范围，芯片有可能损坏。
SM7307 8-18W非隔离PWM-LED恒流驱动控制芯片方案
磁芯材质 PC40
磁 芯 型 号 EE10 卧式 骨 架 EE10（4+2）卧式
一、线圈绕制表
绕组挡墙(mm) 脚 位 线规*股数 圈数 胶带规格 层数
绕向
绕制方法
编号 底 顶
mm*P
TS
mm
TS
备注
N1
1脚起 —>4脚收
Φ0.15*1
380
顺
5 密绕
二、线圈结构
三、产品外型(单位mm)
四、电性能
项目 脚位
管脚图
1 FB 2 VDD
GND 8 GND 7
SM7307
3 NC 4 DRAIN
CS 6 CS 5
SOP8
应用领域
T8、T5 灯管 LED 球泡灯 LED Vac 180Vac~265Vac
典型应用
输出电压 30V-50V 80V-150V
201312083sm7307非隔离buck恒流控制功率开关v16818w外置电源bom清单sm7307t8堵头输出电压60150v120ma非隔离式led驱动电源序号物料编号物料名称物料规格单位数量元件位置序号物料编号物料名称物料规格单位数量元件位置1贴片桥堆mb6s05a600vsop4pcs1db12贴片二极管us1j1a600vsmapcs1d53贴片电阻080568kohm5pcs1r14贴片电阻1206300kohm5pcs1r25贴片电阻080547r1pcs2r3r46贴片电阻0805120kohm5pcs1r57贴片电容080522uf16v10x5rpcs1c18插件电容cbb电容11595mm100nf400vpcs1c29插件电解电容68uf400v1051013mm脚距50mmpcs1e110a0049集成块sm7307sop8pcs1ic111变压器ee10卧式42380tl65mh5漏感150uhpcs1t112电源板fr4双面玻纤板尺寸312012mmpcs113硅胶线白色硅胶线l100mmpcs314硅胶线红色硅胶线l100mmpcs1编制
技术解析：小尺寸非隔离恒流18WLED日光灯驱动方案
技术解析：小尺寸非隔离恒流18WLED日光灯驱动方案文章详细介绍了基于TRUEC2技术非隔离BUCK拓扑，来实现18W极高精度日光灯LED恒流控制。
试验证明，全闭环TRUEC2技术实时检测真实输出电流，免受输入电压、外部电感影响，突破性地提高了LED输出电流的精度。
集成MOSFET，简化外围线路;控制方式免受电感影响。
体积小可内置于日光灯灯头，是理想的非隔离恒流驱动方案。
进入2013年，切身感受到了LED行业发展的阵阵暖意。
目前有好几个趋势正在推动LED照明市场的发展。
首先是高亮度LED效率的不断提升和高效率高可靠性恒流LED驱动电源的不断涌现，其次是全球立法禁止白炽灯照明和CFL节能灯的逐步淡出(它含有对环境有害的水银)。
这些因素综合起来正使得LED照明成为一个长期的发展趋势。
更重要的是，低成本(包括LED 灯珠、散热系统和LED驱动器)是消费者广泛采用LED通用照明的原始推动力。
除了节能减排的重大使命以外，LED相比于其他光源更可控的特点使其可能革命性的丰富人们的用光环境，提供许多新颖的光影世界。
而实现这些应用最为关键的环节就是驱动：LED光源的大脑。
更小体积、更少元件、更低成本、更强大，这些是市场对LED驱动电源的“苛刻”要求。
本文介绍的这种极简线路18WLED日光灯驱动方案，尺寸小于一枚一元硬币，成本是目前市场主流方案的一半左右，是顺应这种“苛刻”要求而生的。
简单即完美的哲学在这种方案里发挥得淋漓尽致。
第三代非隔离LED恒流控制技术闭环算法TRUEC2简介 针对LED照明负载特点，目前非隔离式的恒流驱动电源的拓扑结构基本上是BUCK降压结构。
非隔离LED恒流控制技术的发展分为三代，从最初的。
BP2808 LED恒流控制方案
BP2808 LED 恒流控制方案
BP2808 是一款驱动LED 的恒流控制芯片,工作范围从30V 到450V,占空比从0-100%.支持交流85V-265V 输入,主要应用于非隔离的LED 驱动系统。
BP2808 采用专利技术的恒流控制方法,使得LED 电流从交流85V- 265V 范围内变化小于±5%。
BP2808 采用专利技术的系统结构,使得系统18W 的LED 日光灯方案中,在交流85V-265V 范围内系统效率高于90%.在交流85V-265V 范围内, BP2808 可以驱动从3W 到36W 的LED 阵列,广泛应用于E14 / E27 / PAR30 / PAR38 / GU10 等灯杯和LED 日光灯。
BP2808 具有多重LED 保护功能包括LED 开路保护、LED 短路保护、过温保护.在系统故障出现的时候, 电源系统进入保护状态,直到故障解除, 系统又重新进入正常工作模式。
BP2808 采用SOP8 封装。
应用
LED 日光灯。
LED灯具使用非隔离电源注意事项
在选用非隔离电源时，安全性是首要考虑的因素之一。需保证电源的安全性能良好，符合相关安全标准，同 时需考虑灯具的防火、防触电等安全措施。
灯珠低温特性与VF值余量评估
灯珠低温特性
灯珠在低温下的特性需引起注意，特别是VF值的变化。一 般而言，灯珠在低温时VF值会上浮10%左右，因此需在设 计中考虑低温VF余量。
时间要求。
结果评估
根据耐压测试的结果，需要对设 备进行评估和判断。例如，如果 设备在测试过程中出现了击穿、 闪烁等故障现象，则需要对设备
进行改进和优化。
结果分析与改进建议
01
结果分析
02
问题诊断
根据雷击测试和耐压测试的结果，需 要对数据进行分析和处理。分析的内 容包括，测试过程中的数据记录、设 备的反应和表现等。
铝基板耐压性能与尺寸要求
布局规范 在布局铝基板时，需要考虑到电源的走线和螺丝孔的位置。一般来说 ，所有的走线应该尽可能靠近板边，以便在需要时可以进行维修和更 换。 螺丝孔布局 螺丝孔的位置需要根据具体的应用场景进行布局。一般来说，螺丝孔 应该尽可能靠近板边，以便在需要时可以进行维修和更换。同时，螺 丝孔的直径和数量也需要根据具体的应用场景进行确定。
03
安全性
在选用非隔离电源时，需保证电源的 安全性能良好，符合相关安全标准。 同时需考虑灯具的防火、防触电等安 全措施。
03 铝基板选择与布局要求
铝基板耐压性能与尺寸要求
耐压性能 铝基板必须具有良好的耐压性能，以承受输入端和输 出端之间的电压。根据经验，铝基板的耐压值应该大 于或等于3KVac，以确保电源的稳定性和可靠性。 尺寸要求 铝基板的尺寸应该根据具体的应用场景进行设计。一 般来说，铝基板的尺寸应该尽可能小，以节省空间和 降低成本。但是，铝基板的尺寸也应该足够大，以确 保良好的散热性能和机械强度。
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小于一元硬币非隔离高恒流精度18W LED日光灯驱动方案中国LED标准委员会李明峰李照详张义张占松摘要：文章详细介绍了基于TRUEC2技术非隔离BUCK拓扑，来实现18W极高精度日光灯LED恒流控制。
试验证明，全闭环TRUEC2技术实时检测真实输出电流，免受输入电压、外部电感影响，突破性地提高了LED输出电流的精度。
集成MOSFET，简化外围线路；控制方式免受电感影响。
体积小可内置于日光灯灯头，是理想的非隔离恒流驱动方案。
最后，对于LED驱动电源未来发展趋势及其担忧，笔者提出了自己的观点。
关键词：TRUEC2LED恒流控制全闭环电流控制DU8618LED Constant Current Control Solution based on TRUEC2 TechnologyAbstract: This paper presents the principle of a non-isolated BUCK topology based on TRUEC2 constant current control, using integrated MOSFET PWM control IC: Duty Cycle Company’s DU8618. The experiment demonstrates that this control method can effectively increase the accuracy of the output current, which is not subject to the line voltage and external inductor. The Robustness is also increased compare with open loop control solution. The integration of MOFET results in the decreasing of external components, which in turn decreases total cost. A very cost-effective 18W Tube LED solution is detailed illuminated here.Keyword:TRUEC2/LED Constant Current Control / Close loop current control/ DU86181 引言进入2013年，我们切身感受到了LED行业发展的阵阵暖意。
目前有好几个趋势正在推动LED照明市场的发展。
首先是高亮度LED效率的不断提升和高效率高可靠性恒流LED 驱动电源的不断涌现，其次是全球立法禁止白炽灯照明和CFL节能灯的逐步淡出（它含有对环境有害的水银）。
这些因素综合起来正使得LED照明成为一个长期的发展趋势。
更重要的是，低成本（包括LED灯珠、散热系统和LED驱动器）是消费者广泛采用LED通用照明的原始推动力。
除了节能减排的重大使命以外，LED相比于其他光源更可控的特点使其可能革命性的丰富人们的用光环境，提供许多新颖的光影世界。
而实现这些应用最为关键的环节就是驱动：LED光源的大脑。
更小体积、更少元件、更低成本、更强大，这些是市场对LED驱动电源的“苛刻”要求。
本文介绍的这种极简线路18W LED日光灯驱动方案，尺寸小于一枚一元硬币，成本是目前市场主流方案的一半左右，是顺应这种“苛刻”要求而生的。
简单即完美的哲学在这种方案里发挥得淋漓尽致。
2. 1第三代非隔离LED恒流控制技术闭环算法TRUEC2简介针对LED照明负载特点，目前非隔离式的恒流驱动电源的拓扑结构基本上是BUCK降压结构。
非隔离LED恒流控制技术的发展分为三代，从最初的固定频率模式，到后来的固定关断时间模式，严格说都不是真正的闭环恒流，一直发展到今天，所使用的是第三代非隔离控制技术闭环算法，称为TRUEC2的控制策略。
上海占空比半导体公司的DU8618芯片，基于TRUEC2驱动技术，对于各种外围元件不敏感，这就在提高可靠性和精度的同时，降低了整体方案的成本。
所谓的闭环，即真正检测输出电流值，以此为标准来发出PWM信号。
所谓开环，不以检测到的输出电流值来做发出PWM信号的参考。
从电路拓扑上，二者没有区别，都是非隔离的BUCK降压拓扑。
但是在芯片内部有两个基准，一个是峰值基准，一个是平均值基准。
芯片检测到电感电流信号，做专利技术处理，如图1 TRUEC2部分做积分处理及峰值控制。
这样，就检测到了电感电流的平均值，也就是输出电流的平均值。
芯片针对检测到的值，控制输出占空比，实现了闭环控制。
这种控制结构，使得线路极为简单，由于闭环控制电流，相比于开环方式，此线路短路亦恒流。
这在生产应用中是非常重要的，这相当于大大降低了系统发生故障的风险。
使得这种方案不仅在性能上有了质的飞跃，在可靠性上也大大提高。
DU8618集成了1A的高压MOSFET，又将简化线路做到了极致，通过低电流、高电压的设计，降低损耗，让1A MOSFET集成封装于小体积的SOP8中，可以胜任所有18W以内的非隔离LED驱动需求。
图1 芯片内部TRUEC2部分模块工作示意2.2 DU8618集成开关简化线路实现全闭环18WLED日光灯恒流控制DU8618是基于TRUEC2技术，专门用于18WLED非隔离日光灯驱动的芯片。
基本电参数要求如下：输入电压范围：180~265V AC/50Hz 典型效率：>95%输出电压范围：60~180VDC 输出电流：90mA标称输出功率：18W图2 全闭环非隔离降压恒流18W LED日光灯驱动电源示意图体积小于一元硬币可内置于日光灯堵头图3 DU8618输出18W非隔离LED日光灯驱动电源尺寸示意图4 PCB布板图图2原理图显示，实现18W的输出功率，方案所需的所有元件为仅14个。
图3、图4的直观显示表明，该方案小于一枚一元硬币。
上文介绍的先进的控制方式是实现更高的功率密度的根本原因。
实际意义并不仅仅是提高了功率密度。
技术进步所带来的还包括：线路更简单、成本降低、恒流精度更高。
95%的效率高于市场大部分方案，小电流、高电压的设计思路是实现如此高效率的关键。
2.3 实验结果对于输入电压、负载LED变化情况下，我们测试得到如下线性、负载调整率结果：图5系统线性调整率图5的线性调整率接近0，这是因为芯片逐周期闭环控制，立刻响应，不会引起输出电流变化。
在实现如此理想的线性调整率的同时，还省却了第二代控制芯片因为线性补偿的许多外围元器件，简单即完美的哲学在此设计中再一次体现。
图6 系统负载调整率高负载调整率的实际意义是多套灯负载可以用一套电源。
例如12串输出是36V左右，24串输出是72V左右，如果设计电流值相同，可以使用同一套电源，对于电源厂，在生产中对于备料、库存管理有显著价值。
值得一提的是，如图6，此系统在短路的时候依然实现了恒流，这就意味着：1. 短路保护通过最安全的方式实现。
2. 这是真正意义的全负载恒流。
图5、6可以看到，由于闭环控制，在设计的正常工作范围内，输出电流维持定值，单颗系统可以认为是恒定的输出电流，即线性调整率接近0，负载调整率为±0.5%。
量产时，由于参数一致性分布，大量试产数据表明，恒流精度小于±2%.图7 开关波形下面我们来看一下元件清单。
总成本BOM成本低于￥3.5。
这个成绩跟某些阻容降压或者线性高压方案比，算不上特别，但考虑到这样的线性调整率、负载调整率以及系统效率，以及没有任何工频纹波的输出恒流效果，笔者无意盲从众生，高举“低成本”的噱头，只想表达简单的设计哲学在成本核算时体现得淋漓尽致。
4趋势展望笔者认为，随着绝缘散热材料的优化普及，非隔离驱动方案是大势所趋。
其更高的效率实际意义除了降低能耗，更提高了LED灯珠使用率，降低成本，给消费者带来动力。
某些低价隔离方案，事实上完全没有达到隔离的安规，剑走偏锋，不利于长远发展。
好在LED行业目前是个典型的短周期行业，技术而非资本是核心竞争力。
大胆的预测：－隔离单级PF高纹波的方案迟早被“一级半”方案（高PF、低纹波、体积紧凑）所替代。
－线性高压LED方案会逐步替代阻容降压方案。
－成熟“一级半”方案大量面市之前，非隔离方案将渐渐夺取隔离方案的份额。
－非隔离方案亦朝两个方向发展：一个是高端填谷式高效率、高PF、低纹波方案。
一个是本文的全闭环超高性价比方案，其目标是让LED日光灯在维持高品质的情况下，让市场售价迫近30元人民币，会引起市场爆发。
－可控硅调光方案，虽然伴随着顽固的在墙上的可控硅会存留，并且有大量弃而不舍的厂商尝试做“全兼容方案”，但随着先进LED调光技术的兴起，将退出历史舞台。
取而代之的方案将给人们非常新颖的光体验。
崇效天，卑法地。
笔者作为节能环保事业的狂热追求者，作为LED业内人士，深信先进技术是未来简单、完美而光明世界的唯一驱动力。
创造力永远是人类得以生存、进化的原动力。
盲目低价低质恶性竞争的所谓“商业行为”，只能谋取短期私利，自毁长城，使消费者对LED产品丧失信心。
广东省质量技术监督局在去年8月通报LED灯产品质量省级专项监督抽查结果，在7个地市21家企业生产的LED灯产品共23批次，产品不合格率为73.9 %。
这样的调查数据，你还敢用LED产品吗？你还能相信它节能环保吗？这就是走火入魔的结果，一个有良知的业内人士，唯有对先进技术孜孜不倦追求，才是造福人类的唯有途径。
定稿日期：2013-02-18作者简介：李明峰，浙江大学电力电子专业硕士毕业。
曾就职于艾默生网络能源、美国国际整流器公司全球技术支持中心、BCD半导体。
在IEEE及国内核心电力电子期刊发表数十篇技术论文，近年来专注于LED照明市场趋势研究及行业优势资源整合。
李照详，毕业于中国石油大学电子信息工程专业。
在深圳福来特、鸿鹏锦、东莞远见等多家公司就职从事LED驱动电源方案设计工作。
目前在上海占空比公司负责华南地区技术支持和LED驱动电源整体方案提供工作。
张义，曾就职于环球迈特和美国GE中国研究中心。
目前在中国LED标准委员会半导体照明技术标准工作组从事标准撰写工作。
张占松：广东省电源行业协会/学会理事长。
1960年毕业于华中理工大学工业企业电气化与自动化专业。
先后工作于中国科学院、科技学院工学院，现工作于广东工业大学。
编著有《高频开关稳压电源》、《开关电源的原理与设计》、《电气技师实用手册》、《网络监控系统原理与应用》以及《电路和系统的仿真实践》等著作。