无电解电容LED驱动方案中输出功率的测量.pdf

在探讨LED驱动技术时，电解电容的使用是一个关键点。传统上，在LED驱动电路中广泛使用电解电容。然而，电解电容的寿命通常较短，大约在5,000到10,000小时之间，这与LED灯珠高达50,000小时的寿命形成强烈对比。这种寿命的不匹配削弱了LED灯珠长寿命的优势，进而影响整个照明系统的可靠性。 电解电容的寿命问题使得无电解电容LED驱动方案变得受到市场的青睐。美芯晟科技提出的基于MT7920芯片的无电解电容LED驱动方案就是对这一需求的响应。该方案使用了CBB高压陶瓷电容或薄膜电容来替代传统的高压电解电容。这样不仅去除了电解电容，还提高了功率因子（PFC），使其在85VAC到265VAC的范围内全程高于0.9。采用小容值的陶瓷电容替代电解电容，可以实现完全无电解电容的驱动方案。 在输出功率测量方面，通过实验可以看出，当输出电容C8和C9分别采用470微法拉的电解电容和22微法拉的陶瓷电容驱动6颗LED时，测量得到的输入电压Vin、输入功率Pin、输出电压Vo和输出电流Io各有不同。结果显示，当使用470微法拉的电解电容时，输入功率为7.54W，而使用22微法拉的陶瓷电容时，输入功率则上升至8.10W。然而，输出功率和效率变化不大，这表明效率的计算依赖于使用电容类型的不同而有所不同。 陶瓷电容由于容值小，导致输出电流的纹波非常大，使得电流的最低值可能降至零，这时输出电流实际上已成为交流电流。因此，输出功率的计算不能简单采用直流平均值，而应使用输出电压和电流的均方根值（Vo_rms和Io_rms）以及功率因子（PF）来计算输出功率。由于功率因子不易直接测量，一般可以采用瞬时功率（即瞬时电压与瞬时电流乘积）的平均值来计算输出功率，这个方法在使用示波器时操作更为简便。 在采用电解电容时，由于其容值较大，输出电流的直流值远大于纹波值，平均值与均方根值基本相等，因此使用平均电流计算输出功率误差不大。然而，使用陶瓷电容时，输出电流的纹波很大，如果仍然使用平均电流来计算输出功率，则会产生较大误差，因为在这种情况下，平均值与均方根值不再等同。 文章中还提到，输出采用陶瓷电容时，示波器上显示的瞬时功率曲线的平均值与使用平均电压和电流计算得到的功率值不同。这是因为陶瓷电容导致电流纹波巨大，使得瞬时功率曲线的平均值与仅使用平均值计算的方法相比，显示出更准确的输出功率值。 LED驱动方案中输出功率的测量不仅受到所用电容类型的影响，而且需要采用更为精确的计算方法来确保测量结果的准确性。无电解电容LED驱动方案通过采用小容值的陶瓷电容替代电解电容，可以有效提高驱动电路的可靠性，同时减少系统的维护成本，并保持LED灯珠的长寿命优势。