SDS3117开关调光电源评估

晟碟SDS3117开关电源评估
1、电源外观：矩形铝基板长*宽*高-55*15*13mm(右图为左图中电解电容遮挡部分)：
2、电源外整理后的原理图：
2.1、原理图上，红线框中：
Part1为自适应填谷电路，通过内部检测电路，控制MOS管的栅极的开关，实现电解电容的充放电功能，使得输出电压在小范围内波动，以避免LED灯珠出现频闪现象。

Part2为实现开关调光电路。

通过控制2、3脚对地电容的容值来控制最小及最大开关时间。

Part3为多余输入电压分担脚，用于高压输入应用时，承担多余的电压降。

3、高PF应用：
如要实现高PF，需将原理图上Part1部分去除掉，则实际测试电路为：
3.1、选出的实测图片：（黄色为输出电压波形，蓝色为输出电流波形）
3.2、整理后测试的数据：
输入电压Vac PF值输入功率W 光通量lm 光效lm/w 160 0.691 0.85 94.5 111.1
170 0.728 2.4 270.1 112.5
180 0.774 4.13 484 117.2
190 0.815 5.11 613.2 120
200 0.852 6.15 686.6 111.6
210 0.880 7.03 766.1 109
220 0.901 7.99 856.2 107.2
230 0.915 8.76 897.8 102.5
240 0.926 9.55 925.8 97
250 0.934 10.21 964.6 94.5
260 0.941 10.87 1032 95
3.3、开关调光：
实测数据：
上面三张图片为，在相同输入电压条件下（示波器上黄色为芯片SDS3117的3脚测试电压，蓝色为电源输出电流波形），大约1S开关间隔下，测试的输入功率分别：8.83W、4.82W、1.24W，如将8.83W 视为满功率，则功率比为：为100%、54.6%、14%。

由上图蓝色输出电流波形中RMS值，其中2.4mA为固有电流，则三张图片对应的输出电流分别为：40.7mA、21.6mA、4.73mA，输入电流比：100%、53%、11.6%。

刨除其他器件带来的功率损耗，以及示波器的测试误差，可近似看出，开关调光的3段调光功率分别为：100%、50%、10%；而且，可得出其开关调光功能是依赖于改变输出电流的实现。

3.3.1、最长开关调光时间：
开关调光时间指电源掉电至下一次开启的间隔时间；此时间间隔如在最长、最短时间间隔以内为一次开关调光时间，相应的做输出电流100%-50%-10%切换。

实测波形：
示波器6+74117的3脚测试电压，蓝色为电源输出电流波形；
由图可看出，左侧光标标注出，开关时间间隔1.72S时，已经超出开关调光，不算做一次开关调光；右侧光标标注出，开关时间间隔1.52S时，即为一次开关调光；同时，可确定，最长开关调光时间大约为1.6S。

由图，电源正常工作时，3脚电压为高电平；当电源掉电时，3脚电压缓慢下降；其开关调光最长时间应该是以采到3脚电平的方式触发；同时，增大3脚对地的电容容量可延长最长开关调光时间。

3.3.2、最短开关调光时间：
实测波形：
示波器上黄色为芯片SDS3117的2脚测试电压，蓝色为电源输出电流波形；
由图可看出，左侧光标标注出，开关时间间隔120mS时，输出电流未改变，不算做一次开关调光；右侧光标标注出，开关时间间隔150mS时，即为一次开关调光；同时，可确定，最短开关调光时间大约为140mS。

由图，电源正常工作时，2脚电压为低电平；当电源掉电时，2脚电压快速上升；其开关调光最短时间应该是以采到2脚电平的方式触发；同时，降低2脚对地的电容容量可缩短最短开关调光时间。

3.3.3、不在最长、短开关调光时间：
实测波形：
示波器上黄色为芯片SDS3117的3脚测试电压，蓝色为电源输出电流波形；
由左侧图可看出，当开关时间小于最小开关调光时间时，输出的电流仍保持上一次开机时的电流；由右侧图可看出，当开关时间大于最大开关调光时间时，输出电流将重置为100%输出电流模式。

4、启动测试：
因为电源具有开关调光功能，因此开、关机测试尤为重要。

4.1、快速启动（10S以内）
测试中发现，电源掉电后，原理图中芯片的3脚-VDD管脚仍有存电，且可持久存在（正常工作VDD 脚电压7.8V；断电后实测VDD电压3V；3小时后再次测量VDD电压2.5V）；
下面两张图片黄色为整流桥后正、负电压测试波形，蓝色为电源输出电流波形；
由图片可看出，其启动时间大约10-30mS之间。

4.2、冷启动测试（将断电后，芯片VDD管脚上的残存电压释放掉）：
两张图片中示波器上CH1测试整流桥后正、负极电压波形;CH2测试输出电流波形；
由启动图片及光标实测，软启动时间大约60-70mS。

由快速启动与冷启动时间差，可分析出，缓启动的实现，应与芯片的VDD脚有直接关系。

5、低PF应用（标题2中的原理图）：
5.1、实测波形：
黄色：输出电压波形；蓝色：输出电流波形。

同时，可看出，输入电压越高，输出电压、电流的波动越小。

5.2、整理后测试的数据：
输入电压Vac PF值输入功率W 光通量lm 光效lm/w
160
170 0.587 6.62 918.6 135.1
180 0.589 10.94 1372 125.4
190 0.584 14.08 1639 116.4
200 0.586 15.81 1711 108.2
210 0.504 16.08 1718 106.8
220 0.485 16.31 1720 105.5
230 0.471 16.63 1718 103.3
240 0.454 16.98 1722 101.4
250 0.448 17.60 1722 97.8
260 0.456 17.99 1720 95.5
由光通量数据可看出，当输入电压在200Vac以上后，光通量基本保持不变；多余的输入电压由最后一段电阻承担。

5.3、工作模式：
上面图片，在相同输入电压条件下测试的图片。

左侧黄色测试的MOS管G、S间电压波形。

右侧黄色测试的整流桥正、负极电压波形；灰色为记忆测试MOS管D、S间电压波形。

两张图中，蓝色都为测试的输入电流波形。

同时，可看出，PF值低的原因。

由两张图中可看出，实际MOS管导通时间：4mS-3.2mS=0.8mS；关断时间3.2mS。

图中灰色-MOS管D、S波形，即为原理图上8脚CB检测波形；此脚应该为检测到低电平，芯片1脚GATE输出高电平。

工作模式分析：
1、其中，导通时间0.8mS，因整流桥电压，上升到超出输出灯珠总电压，电解电容处于充电状态；并提供输出所需要的能量。

2、MOS管关断时间段3.2mS，因整流桥电压仍处于超出输出灯珠总电压状态，输出能量仍由输入提供；电解电容处于开环状态。

3、输入电流为0的时间段，此过程：10mS-4mS=6mS；此时，因输入交流降低到低于输出灯珠总电压，输入电流自动被切断；由电解电容放电，提供输出所需的能量。

6、高温测试：
6.1、整理成表格：
输入电压230Vac、输入功率16.6W
灯珠控温85度灯珠控温105度
SDS3117芯片94.3 112.1
分压电阻99.7 114
高温时，芯片温升低。

优点：
1、SDS3117芯片8个管脚，封装简单、利用率高；底部大面积铺铜，高温温升低。

可选两张应用方案:
2、高PF应用时，PF高，可减少6个外围元器件，提高了可靠性，更适宜应用到光引擎方案中。

3、低PF应用时，输入可用的功率更大、光效较高，输出电压、电流波形平稳。

4、芯片具有3段式开关调光功能；此功能几乎无需增加成本，即可实现节能目的。

5、具有缓启功能；消除了开机瞬间产生大浪涌电流，提高了电源的可靠性。

缺点：
1、低PF应用中，用到电解电容，对整体寿命有影响。

2、分压电阻，影响整机光效；换成灯珠，又会引入一定频闪。

结论：
此芯片外围元件较少、应用简单；更具有3段100%、50%、10%开关调光功能且无噪声、闪烁、应用功率受限等优点使其推广、普及更容易。