作者：華潤微集成電路（無錫）有限公司

LED是一種能發光的半導體電子元件，這種電子元件早期只能發出低光度的紅光，隨著技術的不斷進步，現在已發展到能發出可見光、紅外線及紫外線的程度，光度也有了很大的提高。LED具有效率高、壽命長、不易破損、開關速度高、高可靠性等傳統光源不及的優點，已被廣泛應用于指示燈、顯示器及照明領域。

在線性LED驅動方案中，高PF高效線性LED驅動技術已經日漸成熟，但是隨著最新歐盟ERP指令的發布，增加了對頻閃的要求（SVM≤0.4，Pst LM≤1.0），無頻閃、高PF、高效率三者之間互相制衡，因此如何使三者兼顧是目前新的研究方向，見圖1。

圖2

一般為了實現去頻閃，通常會在高效LED驅動的基礎上再增加一個去頻閃電路，但是這種去頻閃電路會需要一個控制環路，結構比較復雜，同時還帶來比較大的損耗。PT4519換了一種做法，不用串聯去頻閃電路，而是使用一個恒流源（Q2，OP2）作為無頻閃的驅動，并聯在主電路里，減少了串聯應用帶來的損耗。

在交流電壓的谷底期間，輸入電壓會低于LED導通電壓，因此需要一個儲能電容Co來維持LED的輸出。在常規的應用中，Co的驅動（Q1，OP1）是一個固定的充電控制，峰值電流外部設定后就已經固定，考慮到高效的實現再加入一個過壓降電流的控制，降電流幅度一般也是外部電阻來設定。但是這樣會帶來一個問題，一旦外部設定好后充電電流就被固定，無法根據輸入電壓及輸出負載的變化做動態調整，只能被動的輸入電壓高于LED電壓后導通，因此會帶來兩種后果，一是如果充電電流過多會導致Co放電時Q2的輸入電壓過高，從而Q2損耗增加，效率下降;另一個就是如果充電電流偏少導致Co放電過低，LED輸出無法維持恒流，從而出現工頻閃爍。

為了解決這個問題，PT4519檢測Q2的漏極電壓作為Q1的充電控制反饋，增加一個環路補償電路，使得Q2在各種輸入輸出條件下都能恒流輸出的同時保持一個比較低的輸入電壓，使得Q2的損耗降為最低，從而提高系統的整體效率。

當Q2漏極電壓比較低時，電容Co的放電電壓也會比較低，從而在充電時可以增加一些導通角，提高PF。此外Q1同時檢測母線電壓來控制充電電流，在輸入峰值高壓時減小充電電流從而減小Q1損耗，提高系統效率。同時可以通過PF腳的外接電阻來調整Q1充電電流減小的幅度，從而使系統的PF和效率得到一個均衡的處理。

由于是線性LED驅動，當輸入電壓比較低時，由于Q2充電電流能力的限制及導通時間的減小，輸出LED的平均電流必然會下降，如果仍要維持LED額定電流輸出就必然會出現工頻閃爍，為了解決低這個問題，PT4519創造性的改善了環路補償COMP電壓的功能，在輸入電壓比較低時COMP電壓會升高，因此在COMP電壓升高到一定程度時以此作為一個控制量來降低基準，從而使LED輸出電流下降，使得Q2的充電電流平均值等于LED輸出電流，以此來實現低輸入電壓時LED也能無頻閃的輸出。

下表是PT4519和競爭對手的一些比較，可以看到使用上述技術后PT4519的性能全面占優。

圖3

本文小結：

本文介紹了高PF無頻閃高效線性LED驅動方案PT4519的實現過程及一些競爭對手的對比數據。在滿足高PF無頻閃要求的同時，PT4519的效率在高輸入電壓時得到了提高，并且線性調整率也比較好，能滿足寬輸入電壓范圍的應用，接近開關型LED驅動的性能，但是系統成本及EMI性能優于開關型LED驅動。

編輯：hfy