基於ST 2STR1160+STD3NK80ZT4的無頻閃7W球泡燈方案

照明始終是一個永不過時的話題，特別是今年歐洲發生的能源問題更是牽動著世界人民的神經。從宏觀上看，照明和經濟發展之間是成正比的。隨著歐洲各國為了應對嚴峻的能源危機，相繼出現了拉閘限電的舉措，比如取消相關夜市照明、景觀燈照明、甚至工業用電照明等，就連法國著名的景點建築埃菲爾鐵塔都要提前關燈。這一切對歐洲各國人們的生產生活產生了巨大影響，大大制約了歐洲的經濟發展！

自從人類發現電力以來，電力首先就被應用於照明。從最初發明的白熾燈照明到目前的LED燈照明，經歷了幾百年的時間。白熾燈是由熱輻射發光，其光效很低，大部分能量都以熱量的形式發散掉了，在如今注重能效的時代，白熾燈註定被淘汰。而LED就不一樣了，其發出的光為冷光，電子由高能級降到低能級發出可見光，這種形式的發光效率很高，是白熾燈的幾十倍甚至上百倍。

LED照明催生了很多產業鏈，帶動了國內很多相關行業的經濟發展，也成就了相關地區的知名度，比如具有中國燈都之稱的中山古鎮。隨著照明在人們的生產和生活中變得越來越重要，中山古鎮恰恰抓住了LED照明的最佳發展時機，逐步形成了非常完整的製備鏈。

LED燈具的製備要求並不高，燈珠加驅動再加外殼就能做成一個完整的燈具產品。所以很多做LED燈具的公司都不需要自己親自研發，直接買來部件組裝就行，這種低門檻的行業吸引了一大批照明企業加入其中。

說到LED驅動電源（恆流為主），可以分為兩大陣營，分別是線性電源和開關電源。線性電源的優勢是簡單、成本低，劣勢是效率偏低；開關電源的優勢是性能強、效率高，劣勢是成本高、有電磁輻射。所以大功率LED燈具最好用開關電源，比如路燈；而小功率LED燈具可以選取線性電源，像家用球泡燈。

我們開發的這款7W LED球泡燈就採用了簡單實用的線性驅動，為了解決線性電源效率低的問題，特意使用了分立的元器件來設計。由於普通的線性驅動IC工作時需要供電，而供電就會在IC上產生壓降，這樣就降低了效率和增大了發熱量。所以為了提升線性驅動電源的效率，我們採用了不需要供電的分立元件，從而避免了多餘的壓降。從電路圖中可以看出，整個驅動電路只用了一顆三極體和一顆MOS管，就實現了恆流驅動的目的。

燈珠我們用了14顆高壓燈珠串聯，每顆燈珠18V，總串聯電壓是252V，單顆燈珠的工作電流是30mA，也就是0.5W一顆，算下來總功率是7W。市電220V交流電輸入後會被整流成直流，然後直流電就直接給燈珠供電。從測試數據看出，此時的驅動效率高達93.8%，完全可以和開關電源媲美。電容C3相當於阻容電路，用來匹配燈珠電壓與輸入電壓的最佳比列範圍，這是阻容與線性的完美組合。

電路的恆流計算基於三極體U1基機與發射機之間的0.6V基準壓降值，此壓降值除以電阻R3就得到燈珠的工作電流，也就是恆流值。從三極體的溫度曲線圖可以發現，隨著工作溫度的上升，其0.6V的基準壓降值會降低，我們可以巧妙地利用此特性來穩定燈具的工作溫度，藉此提升燈具的使用壽命。



為了達到無頻閃的要求，我們選取了最合適的電解電容400V 15uF，算下來相當於每瓦兩微法。電容和電感一樣有三種工作模式，分別是斷續、臨界、連續，電容斷續模式會導致燈具頻閃，而臨界和連續就沒有頻閃，所以要儘量工作於連續模式。

LED線性驅動的最大優勢在於其成本低，後續的升級版本我們會將MOS管改成三極體13001，成本只需幾分錢，請大家拭目以待！