无电解电容LED驱动方案中输出功率的测量

LED灯珠作为一个半导体器件，其寿命长达50,000小时以上。而LED照明驱动方案中普遍用到电解电容，其寿命则仅为5,000~10,000小时。这样电解电容的短寿命与LED灯珠的长寿命之间有一个巨大的差距，削弱了LED的优势。因而无电解电容LED驱动解决方案受到市场青睐。 美芯晟科技推出了基于MT7920的无电解电容LED驱动解决方案(见图1)。在该方案中，在全桥堆之后，采用容值较小的CBB高压陶瓷电容或薄膜电容取代了高压电解电容，去掉了电解电容，同时也提高了功率因子（PFC，在85VAC~265VAC范围可以全程高于0.9）。而输出电容C8和C9可以用陶瓷电容替代电解电容。从而实现了完全无电解电容。 图1、基于MT7920的隔离LED驱动方案

* 当输出电容C8、C9采用470?F电解电容，驱动6颗LED时，测量结果如下： 输入电压Vin = 220VAC，输入功率Pin = 7.54W 输出电压Vo = 19.33V （万用表读数） 输出电流Io = 327mA （万用表读数） 输出功率Po = Vo * Io = 6.32W 效率η = 6.32/7.54 = 83.8% 采用电解电容时的输出电压，电流的波形如图2所示。从波形图上可以看出，输出电压、电流均存在一定的纹波。这在单级PFC恒流驱动方案中不可避免的，加大输出电容C8、C9，可以进一步减小输出纹波。同时我们注意到示波器上电流、电压的平均值与万用表的读数基本相同。也即是万用表所测量到的直流电压、电流值为平均值。 图2、输出采用电解电容（470?F X 2）时的电流、电压波形。 （Ch1=蓝色：输出电压； Ch4=绿色：输出电流； 数学运算=红色：Ch1*Ch4）

进一步，在示波器上，用输出电压与输出电流相乘所得的瞬时功率曲线的平均值6.34W也基本与用平均电压与平均电流相乘所计算的功率相同。 * 当输出电容C8、C9采用22?F陶瓷电容，驱动6颗LED时，测量结果如下： 输入电压Vin = 220VAC，输入功率Pin = 8.10W 输出电压Vo = 19.07V （万用表读数） 输出电流Io = 334mA （万用表读数） 输出功率Po = Vo * Io = 6.37W 效率η = 6.37/8.10 = 78.6% 采用陶瓷电容时输出电压、电流的波形如图3所示。与用电解电容时相比，输入功率增加了约0.56W（8.10W – 7.54W），而输出功率按万用表读数计算基本不变（6.37W vs. 6.32W），从而导致效率降低了5%。情况真的如此吗？0.5W的功率跑哪里去了？

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