基于国际新型控制器的大功率发光二极管驱动电路
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２０ 年 １ 月 ０８ ２
光 源 与 照 明
２０ 年第 ４ ０８ 期
基于国际新型控制器的
大功率发光二极 管驱动 电路
毛 兴武 山东临 沂电子研 究所 （ 山东 ２６０ ７０４）
摘 要 美 国最近新 推 出的高 压高频 控制器 ＩＳ ５ １ 另一公 司新推 出的控 制器 ＭＡ ６ ０ ，适合 于用作 设计 ８ －２５ 国 际通 Ｒ ２４ 和 Ｘ１８ １ ５ ６Ｖ
机等消费类便携 式设备 。 目前这类设备趋于饱 和 ， Ｅ ＬＤ 在该领域 中的应用不会有大的增长 ， Ｅ Ｌ Ｄ应用 的重点
Ｌ１
．
公 司最近投 放市 场 的一 种高压 高频 降压控 制器 ，采 用８ 引脚小外 形封装 ， 可用作驱动 串联 或并联配置的
３ ０ ５ ０ｍＡ的 Ｌ Ｄ阵列。 ５ ～１０ Ｅ
１基于控制器 Ｉ Ｓ ５ １的离线大功率 Ｌ Ｄ 驱动 Ｒ ２４ Ｅ 电路
Ｐ ｌ一 ０ Ｗ ４Ｕ ０自光 Ｌ Ｄ，连续电流容量为 １５Ａ，光通 Ｅ ． 量为 １０ｌ ３ ｍ，正向压降为 ３８ ，在工作 ５ ０ ， ． Ｖ ５ ０００ ｈ后 光通量下降 ３ ％。 ０ 这种大功率 白光 Ｌ Ｄ功率接近 ６ ， Ｅ Ｗ 仅重 ０２ｇ ． ，封装外 形如图 １ 所示 。
动 电路
Ｄ ～Ｄ 为桥式 整流器 ，Ｌ． 、
和 组 成滤波 电路 ，
Ｉ Ｓ５ １ Ｒ ２４ 、功率 ＭＯＳ Ｅ （ Ｖ ） 。 Ｆ Ｔ Ｖ 和 、Ｌ 及 等组成 半桥式 Ｄ — Ｃ 降压变换器 。电路 的工作原理大致如 ＣＤ
下所述 。
２１ ＭＡ ６ ０ 的主要特点 ． Ｘ１８ １
４ｕ ７Ｆ
１ ０ ． ０ｖ Ｆ
ＥＮＮ
Ｉ Ｃ
Ｉ ＦＢ ＲＳ ５ ＶＳ Ｉ ２ ４１
ｊ
Ｌｏ
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１ 、２ ，
２ Ｖ ３－ － ４ ６ Ｄ】 ５ Ｄ
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２
７５ ． Ｖ
６３ ＂
Ｒ
ｉ
【Ｄ６
图 ２ 基 于控 制 器 Ｉ Ｓ ５ １的离Байду номын сангаас线 恒流 大 功 率 Ｌ Ｄ 串驱 动 电路 Ｒ ２４ Ｅ
Ｄ５
１ ００ Ｎ４ ７×４
、。 Ｒ 【 ＇ ４ Ｒ ， ＿
Ｄ１ 】 Ｄ２ Ｃｌ
＝ ０ 。
＇
１
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ＣＯＭ
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＝６ ６ ＂
一
ｌ ＝； Ｖｌ
Ａ Ｃ输入
接通 Ａ 电源 ，全波 整流滤 波电压 （ ２ ０ 的 Ｃ 在 ２Ｖ
ＭＡ ８ １ Ｘ ６０ 是一种适合 ８ ～２ ５ ５ ６ Ｖ通用 Ａ Ｃ输入 的 离线大功率 Ｌ Ｄ 驱动器控制芯片 ，它采用小 型 ８引 Ｅ 脚 ｇ Ｘ 封装 ，适合 构建 回扫式 （ ｌｂｃ ）电路 拓 ＭＡ Ｆｙ ａｋ 扑 ，可提供输人启动 电压可编程 、数 字软启 动 、低频 Ｐ ＷＭ 调光 、门限为 １０ ℃的热关 闭保护及 恒流调节 ３ 等功能 。ＭＡ ６ ０ 的启 动电流仅为 ４ Ａ，工作 电 Ｘ１８ １ ５
・
３ ・ ２
‘
２０ 年 １ 月 ０８ ２
光 源 与 照 明 定值 的 ７ ％，亮度变暗 ３ ％。 ０ ０
２０ 年第 ４ ０８ 期
图２ 所示的 Ｌ Ｄ驱动电路属 于非 隔离式半桥逆变 Ｅ
拓扑结 构 ，适 用于 ８ －２ ５Ｖ 的 国际通用 ＡＣ输人 。 ５ ６
２基于控制器 ＭＡＸ ６ ０ １ ８ １的离线大功率 ｌ Ｄ驱 Ｅ
Ｏ引言
近年来 ，白光发光二极管 （Ｅ ）的电流在不 断增 ＬＤ 大 ， ３０ Ａ、４０ｍ 、７０ｍ 从 ５ ｍ ０ Ａ ５ Ａ￣ Ｊ １０ Ａ， ｎ ００ Ｎ ｍ 现在
又提升到 １０ 。 ５０ ｍＡ 例如美 国Ｌ ｘｏ 公司生产的 Ｌ Ｋ 一 ｕ ｅｎ Ｘ ２
开始转 向汽车 、景观与装饰照 明 、大屏幕显示 和普通 照 明。 与几年前 比较 ， 大功率 Ｌ Ｄ的价格 降低 了 ３ ％， Ｅ ０ 有 的降低了 ５ ％，随着 白光 Ｌ Ｄ光效和功率的提高 ， ０ Ｅ 只要其价格 降至传 统光源的 ｌ 以下 ，人们普通认 Ｏ倍 为， 半导体照明的光辉将会照亮千 家万户 ， 引领 ２ 世 ｌ 纪照 明领域的新潮流 。 大功率 白光 Ｌ Ｄ在许多应用中 ， Ｅ 例如路灯 、 广告 及招牌投射灯 、室内阅读灯 、景观与装饰照明 、建筑 照明及商业与工业照明 ，基本不再利用 电池或蓄电池 供 电 ，而是采用交流市电供电。因此 ，研究交流市 电 作为 Ｌ Ｄ驱动电路 电源 的解决方案 ， Ｅ 是具有现实性和 前 瞻性 的一项工作 。本文所介 绍的就是交流市 电供 电 的几款大功率 Ｌ Ｄ驱动 电路 。 Ｅ 采用交流线路供 电， 又 称为 “ 离线”式 （ ｆｌ ｅ ｏ －ｎ）驱动 电路 。 ｉ
用交流 线路输 入 的大功率 发光 二极管 （Ｅ ）驱动 电路 。文 中介绍 了 ＩＳ ５ １ ＭＡ ６ ０ 的主要 特点及 由其 组成 的大功 率发光 二 ＬＤ Ｒ ２４ 和 Ｘ１８ １ 极管 （Ｅ ）驱 动 电路 。 ＬＤ 关键词 控制器 （ Ｓ ５ １ 、控 制器 （ Ｘ１８ １ 、大 功率 Ｌ Ｄ、驱动 电路 、离线 Ｉ ２４ ） Ｒ ＭＡ ６０ ） Ｅ
图 ｌ Ｘ ２Ｐ ４ ０ 型 １ ５ Ｌ Ｋ 一Ｗ１ 一 ０ Ｕ ０ Ａ白光 Ｌ Ｄ外形 Ｅ
从 目前 Ｌ Ｄ的应用市场来看 ， Ｅ 已发生重大转变。 在 三年前 ， Ｅ Ｌ Ｄ主要应 用领域是手机 、 Ｄ Ｐ Ａ和数码相
基 于 控 制 芯 片 Ｉ Ｓ ５ １的离 线 式恒 流大 功 率 Ｒ ２４ Ｌ Ｄ 串驱动 的电路 如图 ２所示 。Ｉ Ｓ ５ １ Ｅ Ｒ ２ ４ 是美 国某
Ａ Ｃ输入下该 电压 约为 ３ ０ ０ ）通过启动 电阻 尺 对电 Ｖ 容 Ｇ 充电。当 Ｇ 上的 电压超过 Ｖ ｃ ｃ 脚上导通 门限时 ， Ｉ 启动 ，内部振荡器开始工作 ，在脚 Ｈ０和 Ｌ 上 的 Ｃ ０ 驱动器 输出推动半桥 开关 Ｖ 和 Ｖ： 交替导通 。为 了降
光 源 与 照 明
２０ 年第 ４ ０８ 期
基于国际新型控制器的
大功率发光二极 管驱动 电路
毛 兴武 山东临 沂电子研 究所 （ 山东 ２６０ ７０４）
摘 要 美 国最近新 推 出的高 压高频 控制器 ＩＳ ５ １ 另一公 司新推 出的控 制器 ＭＡ ６ ０ ，适合 于用作 设计 ８ －２５ 国 际通 Ｒ ２４ 和 Ｘ１８ １ ５ ６Ｖ
机等消费类便携 式设备 。 目前这类设备趋于饱 和 ， Ｅ ＬＤ 在该领域 中的应用不会有大的增长 ， Ｅ Ｌ Ｄ应用 的重点
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．
公 司最近投 放市 场 的一 种高压 高频 降压控 制器 ，采 用８ 引脚小外 形封装 ， 可用作驱动 串联 或并联配置的
３ ０ ５ ０ｍＡ的 Ｌ Ｄ阵列。 ５ ～１０ Ｅ
１基于控制器 Ｉ Ｓ ５ １的离线大功率 Ｌ Ｄ 驱动 Ｒ ２４ Ｅ 电路
Ｐ ｌ一 ０ Ｗ ４Ｕ ０自光 Ｌ Ｄ，连续电流容量为 １５Ａ，光通 Ｅ ． 量为 １０ｌ ３ ｍ，正向压降为 ３８ ，在工作 ５ ０ ， ． Ｖ ５ ０００ ｈ后 光通量下降 ３ ％。 ０ 这种大功率 白光 Ｌ Ｄ功率接近 ６ ， Ｅ Ｗ 仅重 ０２ｇ ． ，封装外 形如图 １ 所示 。
动 电路
Ｄ ～Ｄ 为桥式 整流器 ，Ｌ． 、
和 组 成滤波 电路 ，
Ｉ Ｓ５ １ Ｒ ２４ 、功率 ＭＯＳ Ｅ （ Ｖ ） 。 Ｆ Ｔ Ｖ 和 、Ｌ 及 等组成 半桥式 Ｄ — Ｃ 降压变换器 。电路 的工作原理大致如 ＣＤ
下所述 。
２１ ＭＡ ６ ０ 的主要特点 ． Ｘ１８ １
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１ ００ Ｎ４ ７×４
、。 Ｒ 【 ＇ ４ Ｒ ， ＿
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＝ ０ 。
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Ａ Ｃ输入
接通 Ａ 电源 ，全波 整流滤 波电压 （ ２ ０ 的 Ｃ 在 ２Ｖ
ＭＡ ８ １ Ｘ ６０ 是一种适合 ８ ～２ ５ ５ ６ Ｖ通用 Ａ Ｃ输入 的 离线大功率 Ｌ Ｄ 驱动器控制芯片 ，它采用小 型 ８引 Ｅ 脚 ｇ Ｘ 封装 ，适合 构建 回扫式 （ ｌｂｃ ）电路 拓 ＭＡ Ｆｙ ａｋ 扑 ，可提供输人启动 电压可编程 、数 字软启 动 、低频 Ｐ ＷＭ 调光 、门限为 １０ ℃的热关 闭保护及 恒流调节 ３ 等功能 。ＭＡ ６ ０ 的启 动电流仅为 ４ Ａ，工作 电 Ｘ１８ １ ５
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图２ 所示的 Ｌ Ｄ驱动电路属 于非 隔离式半桥逆变 Ｅ
拓扑结 构 ，适 用于 ８ －２ ５Ｖ 的 国际通用 ＡＣ输人 。 ５ ６
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近年来 ，白光发光二极管 （Ｅ ）的电流在不 断增 ＬＤ 大 ， ３０ Ａ、４０ｍ 、７０ｍ 从 ５ ｍ ０ Ａ ５ Ａ￣ Ｊ １０ Ａ， ｎ ００ Ｎ ｍ 现在
又提升到 １０ 。 ５０ ｍＡ 例如美 国Ｌ ｘｏ 公司生产的 Ｌ Ｋ 一 ｕ ｅｎ Ｘ ２
开始转 向汽车 、景观与装饰照 明 、大屏幕显示 和普通 照 明。 与几年前 比较 ， 大功率 Ｌ Ｄ的价格 降低 了 ３ ％， Ｅ ０ 有 的降低了 ５ ％，随着 白光 Ｌ Ｄ光效和功率的提高 ， ０ Ｅ 只要其价格 降至传 统光源的 ｌ 以下 ，人们普通认 Ｏ倍 为， 半导体照明的光辉将会照亮千 家万户 ， 引领 ２ 世 ｌ 纪照 明领域的新潮流 。 大功率 白光 Ｌ Ｄ在许多应用中 ， Ｅ 例如路灯 、 广告 及招牌投射灯 、室内阅读灯 、景观与装饰照明 、建筑 照明及商业与工业照明 ，基本不再利用 电池或蓄电池 供 电 ，而是采用交流市电供电。因此 ，研究交流市 电 作为 Ｌ Ｄ驱动电路 电源 的解决方案 ， Ｅ 是具有现实性和 前 瞻性 的一项工作 。本文所介 绍的就是交流市 电供 电 的几款大功率 Ｌ Ｄ驱动 电路 。 Ｅ 采用交流线路供 电， 又 称为 “ 离线”式 （ ｆｌ ｅ ｏ －ｎ）驱动 电路 。 ｉ
用交流 线路输 入 的大功率 发光 二极管 （Ｅ ）驱动 电路 。文 中介绍 了 ＩＳ ５ １ ＭＡ ６ ０ 的主要 特点及 由其 组成 的大功 率发光 二 ＬＤ Ｒ ２４ 和 Ｘ１８ １ 极管 （Ｅ ）驱 动 电路 。 ＬＤ 关键词 控制器 （ Ｓ ５ １ 、控 制器 （ Ｘ１８ １ 、大 功率 Ｌ Ｄ、驱动 电路 、离线 Ｉ ２４ ） Ｒ ＭＡ ６０ ） Ｅ
图 ｌ Ｘ ２Ｐ ４ ０ 型 １ ５ Ｌ Ｋ 一Ｗ１ 一 ０ Ｕ ０ Ａ白光 Ｌ Ｄ外形 Ｅ
从 目前 Ｌ Ｄ的应用市场来看 ， Ｅ 已发生重大转变。 在 三年前 ， Ｅ Ｌ Ｄ主要应 用领域是手机 、 Ｄ Ｐ Ａ和数码相
基 于 控 制 芯 片 Ｉ Ｓ ５ １的离 线 式恒 流大 功 率 Ｒ ２４ Ｌ Ｄ 串驱动 的电路 如图 ２所示 。Ｉ Ｓ ５ １ Ｅ Ｒ ２ ４ 是美 国某
Ａ Ｃ输入下该 电压 约为 ３ ０ ０ ）通过启动 电阻 尺 对电 Ｖ 容 Ｇ 充电。当 Ｇ 上的 电压超过 Ｖ ｃ ｃ 脚上导通 门限时 ， Ｉ 启动 ，内部振荡器开始工作 ，在脚 Ｈ０和 Ｌ 上 的 Ｃ ０ 驱动器 输出推动半桥 开关 Ｖ 和 Ｖ： 交替导通 。为 了降