?最全LED燈絲燈驅(qū)動電源方案解析

    LED燈絲燈就是從外形上看用LED制作的白熾燈。以往LED光源要達(dá)到一定的光照度和光照面積，需加裝透鏡之類的光學(xué)器件，一方面影響光照效果，另一方面會降低LED應(yīng)有的節(jié)能功效，而LED燈絲可以實現(xiàn)360°全角度發(fā)光，大角度發(fā)光且不需加透鏡，就可實現(xiàn)立體光源，帶來前所未有的照明體驗。

    LED燈絲的生產(chǎn)技術(shù)

　　LED燈絲是將無背鍍的藍(lán)光LED燈珠固晶在藍(lán)寶石、透明陶瓷、熒光晶體、玻璃、金屬等做成的基條上，再通過金線串聯(lián)，以及涂覆熒光粉而制成［3］。其流程如下圖所示。

　　目前燈絲燈的基板主要分為兩大類，硬性基板和柔性基板，硬性支架通常用量較多的有陶瓷和銅支架，柔性支架主要為FPC（聚酰亞胺或聚酯?。T（樹脂板）、PE（聚乙烯）支架，如下圖所示。

　　目前市場上硬性基板燈絲采用正裝芯片封裝的較多，正裝芯片封裝采用固晶膠或者共晶技術(shù)將芯片固定在基板上，通過金線或者合金線實現(xiàn)電氣連接，如下圖正裝燈絲封裝圖所示。

　　柔性燈絲通常采用倒裝芯片，部分硬性基板也有采用倒裝芯片，倒裝芯片也就是無引線覆晶封裝，無引線覆晶封裝是通過 共晶/回流焊接技術(shù)將電極接觸面鍍層上的錫或金-錫合金的電極芯片直接焊接到基板上，這樣既可以固定芯片，又可電器連接和熱傳導(dǎo)。

　　燈絲點亮?xí)r，由于基板具有一定的透明度，以及熒光膠層的折射，使燈絲具有360°發(fā)光的特性，所以在點膠時，燈絲通常進(jìn)行正背面點膠，熒光粉將LED燈絲全部包裹，保證藍(lán)光不會析出，防止藍(lán)光傷害視網(wǎng)膜。

    三種LED燈絲燈的驅(qū)動電源

　　1、即將被淘汰的阻容降壓電源

　　2、目前主流的非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源

　　3、新興的高壓線性恒流驅(qū)動電源

　　如今，新一代占位空間更小的驅(qū)動電源芯片和方案都能滿足燈絲燈無塑件的要求。

　　當(dāng)前，世界各國的電網(wǎng)電壓各不相同，不少國家有二個不同的電網(wǎng)電壓在同時并用，如美國、加拿大、墨西哥、日本、巴西、越南等，電網(wǎng)電壓從AC100V-240V，跨度較大，這就要求燈絲燈的電源能適用AC100V-240V的輸入電壓。

　　而燈絲燈的工作電壓、電流基本要求是DC150V/10-30mA，因此會按不同的輸入電壓范圍將電源設(shè)計成升壓（輸入AC90-130V）、降壓（輸入AC180-265V）、自動升降壓（輸入AC90-265V）三種不同的模式，以適應(yīng)不同的電網(wǎng)電壓。

    燈絲燈的主流產(chǎn)品驅(qū)動電源的常規(guī)參數(shù)

　　1、蠟燭燈功率：2W，3W，4W; 輸出電壓為DC150V，輸出電流為10-12mA，14-15mA，20-22mA；

　　2、球泡燈功率：2W，4W，6W，8W; 輸出電壓為DC150V，輸出電流為10-12mA，22-24mA，33-36mA， 44-48mA。

    SM2082C線性恒流燈絲燈方案

　　SM2082C是單通道LED線性恒流驅(qū)動控制芯片，輸出電流由外接電阻設(shè)置為5mA~60mA，且輸出電流不隨芯片OUT 端口電壓而變化，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，外圍元件少，方案成本低。燈絲燈方案的應(yīng)用原理（圖1）：

　　SM2082C提供ESOP8和TO252兩種封裝，可用于E14，E27等多種接口的驅(qū)動方案。上圖中E1電容可根據(jù)客戶方案進(jìn)行取舍設(shè)計，如果E1電容省略，會存在交流的頻閃。

　　下圖是E14接口的方案PCB原理圖（圖2）：

　　本方案PCB采用ESOP8封裝的SM2082C設(shè)計，通過點狀漏銅處理增強散熱能力，采用兼容電解電容設(shè)計，可通過EMC認(rèn)證，輸出電流范圍是10mA到15mA，支持110Vac或220Vac單電壓輸入，電壓波動范圍在±10%以內(nèi)為佳。

　　由于SM2082C是線性恒流方案，需要LED燈絲的總電壓較高，并且在輸入電網(wǎng)波動范圍較大時，輸出電流變化大；因此在輸入電壓波動較大時，可以采用非隔離的恒流驅(qū)動方案。

    SM7313P非隔離恒流驅(qū)動燈絲燈方案

　　SM7313P是一款高精度高效率的非隔離LED恒流驅(qū)動控制芯片，芯片采用BUCK電路結(jié)構(gòu)，工作在固定頻率模式，只需要使用相當(dāng)小的貼片電感就可以實現(xiàn)5W以內(nèi)的輸出小電流高電壓方案。恒流精度可以達(dá)到全電壓范圍±3%，外圍元件少，方案成本低。SM7313P還具有LED輸出開短路保護(hù)等保護(hù)功能。

　　本方案的電源板直徑15.4mm，高度14mm，可直接放入E14燈頭內(nèi)，無需白色塑膠套件，當(dāng)選用30V/20mA燈絲2串1并時，可支持100Vac~265Vac的輸入范圍。

　　SM7313P實現(xiàn)的燈絲燈方案，LED燈絲的電壓不再受限，30V到150V等多種電壓可選。當(dāng)然，SM7313P也支持E27接口規(guī)格的應(yīng)用，輸出電流可達(dá)40mA，當(dāng)輸出電流更大時，可采用我司的SM7315P或SM7307等芯片進(jìn)行方案設(shè)計。

    SM7315P/SM7307 非隔離大電流燈絲燈方案

　　SM7315P與SM7307都是非隔離BUCK LED恒流驅(qū)動控制芯片。采用高壓自啟動及供電技術(shù)，不需要輔助繞組提供電源，無需任何的補償元件，即可實現(xiàn)恒定的輸出電流。外圍元件少，方案成本低，SM7307的方案原理圖如圖4。

　　圖5是SM7307實現(xiàn)的燈絲燈方案實物圖，直徑為19mm，認(rèn)證與非認(rèn)證兼容，采用EE8.3小電感，可支持6W以下的多種規(guī)格應(yīng)用150V/35mA，60V/60mA，60V/80mA等。

　　SM7315P與SM7307的PCB兼容，同時可以省略反饋環(huán)路，電路更簡潔。

　　目前燈絲燈方案的的一些典型規(guī)格列表如表1：