【導讀】LED是一種直流器件，最好是采用直流供電。而電解電容也就是能夠利用它的儲能效應來把半個正弦波變成接近直流的最好手段。只要用上電解電容，那么以上的問題就都不存在。至于功率因數(shù)本來就不是什么問題。這里茅于海專家為大家全面剖析無電解電容線性恒流源的利弊。
2012年是LED大規(guī)模進入室內和家庭照明的第一年，也是民用LED開始的第一年。作為民用產(chǎn)品對產(chǎn)品的性能、價格、可靠性提出了更為嚴格的要求。一方面要求LED的發(fā)光效率不斷提高、價格不斷降低。另一方面，對于LED的恒流驅動源也提出了很多要求。在一般人的心目里，LED本身的壽命已經(jīng)是非常高了，但是實際的壽命卻是非常低，往往是由于電源壽命低而引起。而電源的壽命往往取決于電解電容的壽命。因為通常認為電解電容的壽命是很低的。假如恒流源根本就沒有電解電容，那么它的壽命就一定可以很高了。更何況拿掉電解電容以后功率因數(shù)也就可以得到改善。所以各式各樣的無電解電容的恒流源就吸引很多人的關注。
一．無電解電容的簡單方法
去掉電解電容是很容易的事，而且它也是可以工作的。
圖一最簡.單的無電解電容電路
然而這種電路的壽命更短，因為它沒有采用恒流的措施所以當輸入電壓升高或溫度升高時，電流就會很快升高，以致很快就會燒毀LED。加電阻限流雖然可以解決一些問題，但是其效率只有52%-73%。是完全無法接受的。
所以必須加以恒流，那怕是最簡單的恒流二極管。
圖二.加上恒流二極管的無電解電容電路和電流波形圖
然而這個電路也是無法工作的。因為輸入是半個正弦波，在低電壓時LED是不能啟動，雖然電壓升高到一定程度時，它可以恒流，這時候電流的波形接近一個矩形波，所以它的功率因數(shù)也不能令人滿意，因為只有當電流波形和電壓波形一樣時，功率因數(shù)才能等于1。那么能不能開發(fā)出一種電路使得它的電流波形盡可能接近于電壓波形呢？
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二．ExClara的EXC100解決方案
美國硅谷的ExClara公司提出了一種方案可以接近地解決這個問題。因為采用恒流二極管以后，電流只能是平的，所以也就只能用階梯波來接近正弦波。
圖三.用矩形波來近似正弦波和實測圖
這個看起來很簡單的事，真要實現(xiàn)可是一件很復雜的事。為了得到這樣的電流波形，就必須依次接通具有不同恒流值的LED串。其EXC100芯片具體框圖如圖四所示。
圖四.EXC100的連接框圖
它首先要測量輸入電壓，等到輸入電壓達到一定值以后，開始接通第一串恒流于比較低值的LED；到達更高一些的電壓以后就開始在第一串后面再接上第二串LED并恒流于更高的電流；最后等到電壓更高以后，再接通第三串LED并恒流于更高值的電流。所以它的內部結構是很復雜的。
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后來美國的Supertex公司也開發(fā)了一個可接通4串LED的CL8801。采用4串以后PF可以達到0.98，諧波失真也可以小于20%。它的框圖如圖五所示。
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圖五.CL8801的框圖
其實這里面還沒有畫出測量輸入電壓的電路，這個電路測量輸入電壓并將其和幾個設定好了的四個值逐一比較，并依次接通開關1、2、3、4。而這些開關都必須是耐高壓的MOS管。所以整個芯片都必須采用高壓工藝來制作。其成本是很高的。EXC100的售價約為10元人民幣。
臺灣的AIC公司也做了類似的產(chǎn)品。
還有韓國、日本等很多公司也都有類似的產(chǎn)品，看來這種產(chǎn)品好像很受歡迎，就是成本比較高。
未完待續(xù)——————大家可以繼續(xù)關注下期的詳解。
