要點提示：
成本,、效率,、閃爍以及可靠性都是LED照明燈具開發(fā)者需要考慮的問題。MPS專家在本文中探討了上述幾個要素的解決策略,，例如解決攝像機里面的LED燈閃爍,、調(diào)光調(diào)不下去和啟動不良的解決、通過軟開關(guān)控制實現(xiàn)高效率以及省去金線,、減小封裝從而降低成本的思路,。
數(shù)字電路和功率器件有它自己的工藝，把所有DC-DC驅(qū)動做到一個晶圓上,。這有什么不好的地方,？兩個東西連接中間一定有引線等。電能的趨勢是高頻大電流,，這就需要寄生參數(shù)非常小,。假如有引線的話,，如果頻率高，寄生電流大了以后會帶來電壓的振蕩等,。如果往大電流走,，阻抗偏高，整個損耗就會增加,。MPS BCD Fast工藝能夠支撐高頻化,、電流化，而且MPS的產(chǎn)品也可以做得比競爭對手小很多,。MPS第一代產(chǎn)品已經(jīng)比競爭對手的小,，只有競爭對手1/4大，這樣成本可以更低,。
省去金線,、減小封裝從而降低成本
IC內(nèi)部大部分是用金線來連接，國內(nèi)也有銅線,。高頻化,、大電流的趨勢下會帶來金線成本上升。流過更大的電流,，IC需要更粗的金線,，勢必會帶來成本的上升。MPS的封裝是用銅鑄的方式跟底下的焊腳連在一起,，銅鑄的整個阻抗比金線要小很多,；在散熱方面，金線連接的IC要加很多散熱片,，但是這種封裝每個引腳都可以當成散熱源,，簡單講可以通過PCB的面積來散熱。這樣IC熱阻會比較小,，同樣封裝可以做得小,。封裝越小越便宜，成本可以降低,。
LED照明無非兩種：一種是直流輸入,，一種是交流輸入。首先先講一下DC-DC方面?，F(xiàn)在有些PAR燈用的不是純粹的直流,，用的是電子變壓器。假設(shè)電子變壓器是一個高頻AC12V,，甚至一些大功率的燈,，比如30W、40W,。當換成LED之后有什么問題,？它的荷載變輕很多之后，有一段時間會停振,。如果用降壓IC做,，假設(shè)擺3顆燈10V。如果用降壓來做,，要加很大,，才能穩(wěn)定住電壓，比如12V,。如果電壓跌到9V,，可能就不行了。如果電流放很大會有什么問題,？啟動的時候電子變壓器是各種各樣的,，可是有很多沒有帶限流保護。如果電流很大,，一啟動就會燒掉電子變壓器,。所以降壓的時候，在MRS16上有時不是很好用,。MPS有什么樣的方案可以做呢,？首先是MP2481，這是針對350毫安,，1W,，有3、4顆燈串聯(lián)的,。這是 1.4M高頻的IC,，頻率越高，電感電流可以用很小,。這可以用升壓的方式,、降壓的方式、升降壓三種方式來做,。剛才講到電子變壓器,，12V，可是鎮(zhèn)流鎮(zhèn)出來范圍很大,，最低電壓可以到4.5V左右,，相比較而言電流可以用相對較小的來處理。整個外圍元器件非常簡單,，沒有二極管,，所有的保護有開路的，有短路的。這個是業(yè)內(nèi)不多的一顆就能夠提供升降壓的IC,。
車載車燈用的是鉛酸電池是12V,。可是車載在搭載點火的時候,，電壓跳動很厲害,，有時候會跳到20幾伏，甚至30幾伏,，這就需要一個高壓IC來做,，另外也能低到9V、8V,。如果有客戶想做車載車燈等,，MP2483是一個選擇，另外也可以提供車載認證,。因為高壓技術(shù),，做直流高壓，標準的工藝能夠做到30V左右,?？墒窃偻邏海]有這個可能,。
如何解決攝像機里面的LED燈閃爍
現(xiàn)在一般路燈的方案三級方案比較多,，首先進來是PFC，輸出DC電壓,，然后有很多不同功率的需求,，每一個都需要一個恒流。像這種情況下,，500毫安,、350毫安可以做到97%，接近98%的效率,，非常高,，這是業(yè)內(nèi)很難做到的。所以MP4688適合做700毫安,、350毫安的路燈,。另外有一些客戶，以T8燈管為例,，需要PFC,、需要隔離。因為用單級PFC做出來的輸入紋波,，如果拿122HZ高清的攝像機去拍,，畫面上燈會閃爍。這種閃爍如果出現(xiàn)在拍電影現(xiàn)場，這是不太好的現(xiàn)象,。這時候怎么做,？前級還是PFC配合一個高壓的DC-DC。這種DC-DC頻率很高,，很容易把100HZ的頻率給濾掉,，所以在LED燈端看不到固定的紋波,。
MP4689跟上文提到的MP4688能夠支撐100V耐壓的DC-DC,。還有MP2489，60V,，2mm×2mm非常小,。這也是一個高壓的，電路非常簡單,，因為是自環(huán)控制的,，所以只有一個檢測電阻、二極管,、電感,，適合用于比較緊湊的、做的非常小的燈,。
AC-DC輸入現(xiàn)在做得很多,，特別是日本做白熾燈替換計劃，現(xiàn)在政府補貼做LED警報燈等等,。AC-DC分兩種,，一種是隔離的，一種是非隔離的,。非隔離的成本相對是低的?，F(xiàn)在除日本，國內(nèi)有一些客戶在大規(guī)模做非隔離的,。
軟開關(guān)控制的LED驅(qū)動IC提供高效率方案
還有做調(diào)光的,。首先看一看MP4000，1-30W非隔離的LED驅(qū)動,。非隔離的電路比較簡單,，不需要變壓器。MP4000也是唯一一個做軟開關(guān)的IC,。什么叫軟開關(guān),？大家知道一個電源的效率高低取決于損耗。損耗是哪里來,？兩方面,，一是導通損耗，二是開關(guān)電源有開關(guān)損耗，包括驅(qū)動損耗,。這里面跟什么有關(guān)系,？跟頻率有關(guān)系。一般的開關(guān)損耗是電流和電壓的積分,。傳統(tǒng)的做法是硬開關(guān),，開關(guān)損耗相對比較大。因為電壓下來,，電流上去時有交叉的部分,。這是一個軟開關(guān)的IC，是怎么實現(xiàn)的呢,？大家知道臨界導通模式,，通過電驅(qū)動端，臨界導入的時候會發(fā)現(xiàn)電壓突變,，所以檢測到電流倒流,，這是零電流開通的模式。零電流能夠帶來效率,，比如做到90%的效率跟競爭對手相比,，能節(jié)省開關(guān)損耗和導通損耗。另外二級管部分,，如果是CCM硬開關(guān),，就需要很快的反向恢復，可是MP4000這種模式就不需要,。
日本的電壓是100V AC,。MP4005很簡單。一個是190V,，一個是220V,，阻抗是4.85Ω?？刂品绞揭彩擒涢_關(guān)的技術(shù),，所以能夠提供很好的效率，外圍器件非常的簡單,。這是針對美國和日本市場的非隔離驅(qū)動,。AC- DC電阻損耗較大。MP4001的Smart LDO直接供電給IC,。只有電壓在15-30V的區(qū)間才可以充電,，其它是阻斷的，充電時間非常短,。所以Smart LDO能夠提供損耗非常小的方案,。如果做3W,、5W的用MP4001可以提供非常高的效率。
非隔離不需要PFC,，特別是針對低功率應(yīng)用,。可是當開發(fā)8W以上功率的LED驅(qū)動,，就需要提供PFC,。MP4020/4021系列是一個Single Stage PFC隔離方案。跟傳統(tǒng)的對比來講,，成本上可以省掉很多,，還有很高的PFC值， 另外它也是一個臨界導通模式,，導通時損耗會比較小,。
調(diào)光調(diào)不下去和啟動不良如何解決
假如導通角被切掉很多的時候，啟動往往會是一個問題,，對于IC來講，因為電壓很低,，調(diào)光調(diào)不下去或者會有閃爍,。MP4030提供了很好的解決方案。調(diào)光調(diào)不下去很多原因是因為LED發(fā)生了變化,。假如電流原來是350毫安,，現(xiàn)在調(diào)到100毫安以下，人眼不太看得出來有變化,，這是LED的指數(shù)效應(yīng),。比如導通角是50%，電流就是50%,；導通角只有20%,，電流就是20%。假設(shè)切掉80%,，還剩20%,，其實肉眼看上去好像沒什么變化，如果去測電流,，電流是在變化,，可是人肉眼識別不出來。針對MP4030,，在導通角比較大的時候,，電流跟導通角的變化斜率變大，導通角變小時電流變化更快,，這樣可以明顯看到有調(diào)光效果,，這是很重要的一個改變,。另外這個IC其實就不需要維持電流，不需要在IC側(cè)加任何東西,，不需要加電流,，不需要加電阻，損耗也非常小,。
剛才講到啟動問題,，假如導通角很小的時候，電壓很低,。假如直接從上面取電啟動,，可能啟動會有問題?；蛘邌臃浅Ｂ?。如果啟動一個燈，可能要10分鐘才亮,。MPS方案在導通角即使很小的時候,，啟動不會有問題，所以解決了很多問題,，包括啟動和閃爍,。閃爍問題，很多是因為調(diào)光不理想,，沒有維持電流,，所以MP4030是一個非常好的方案。