晟碟：LED灯管光电引擎调光方案，节约50%成本

时间：2022-03-17来源：佚名

目前市面上AC/DC电源方案线路复杂，使用电感/变压器，零器件多，体积大，不易于批量生产和安装，也很难满足T5管电源驱动的要求。另外常规线性恒流方案，多为4阶及以下，效率在80%附近，功率只能做到9W以下;在市电电压过零点附近，灯芯会完全不亮，从而存在深度为100%的100Hz频闪;系统的导通角随着整流输出电压的变化而变化，从而导致其输出功率变化，无法克服电网波动带来的压闪;由于驱动芯片结构的限制，灯芯利用率低，无法实现全电压工作范围。

针对目前市场上存在以上无法规辟的问题：体积大，自动化生产难，频闪，压闪，窄电压，低效率，低PFC等等，深圳市晟碟绿色集成科技有限公司 (简称: 晟碟集成)研发出SDS3108驱动芯片，可实现8W到50W的所有丅管集无频闪，全电压，智能调光功能，高PFC，高效率和高性价比的光电引擎方案。

一、SDS3108电源方案原理

1.1 模块化可堆叠驱动方案

SDS3108采用晟碟专利“PN搭配”的高阶线性分段驱动技术，可以将系统的效率提高到95%以上，从而实现单芯片驱动25W的功率。采用核心的自动填谷专利技术，当整流输出电压过零时，填谷电容进行放电，从而消除100Hz的频闪。采用动态配置技术，根据整流输出电压动态改变灯串的拓扑结构，当整流输出电压较低时，将LED灯并联点亮;当整流输出电压较高时，将LED灯串联点亮;从而提高了灯芯的利用率，实现全电压工作。SDS3108芯片内部集成恒定功率功能，在市电电压波动时输出功率基本不变，从而可以克服电网波动带来的压闪。

另外SDS3108系列芯片的“高阶分段”“动态配置”、“自动填谷”和“内置调光及外置智能调光接口”等功能模块，可独立工作，灵活堆叠，用户可以根据应用，选择各功能模块与外围电路进行搭配，从而实现最高性价比的驱动方案。

SDS3108、AC/DC方案、传统线性分段方案性能对比结果如表1所示，从中可以看出SDS3108的性能远超越传统线性分段，媲美AC/DC的性能指标。并且顺应灯具智能化趋势，内置集成智能调光功能，外置MCU调光接口，方便用于各种不同智能调光的应用场合。

表1 SDS3108、AC/DC方案、传统线性分段方案性能对比

1.2 SDS3108应用原理

图1 SDS3108应用电路图

如图1所示：为SDS3108应用电路图。LED(F1~F2~F3~F4~F5~F6)为细调灯串，LED(1~2)为粗调灯串，通过“PN搭配”技术，可以实现23级调节功能。在整流输出过零时，自动填谷电路对LED灯串放电，消除100Hz频闪。当整流输出电压较低时，动态配置电路开启，将LED(F4~F5~F6)、LED2和LED(F1~F2~F3)、LED1并联;当整流输出电压较高时，动态配置电路关断，将LED(F4~F5~F6)、LED2和LED(F1~F2~F3)、LED1串联;从而可以提高灯芯的利用率。

图2 高阶线性分段波形图

SDS3108单芯片的功率可以达到25W，为线性恒流方案中功率最高的。通过调节片外电阻，可以对驱动功率进行调节，实现25W以内的驱动。

SDS3108内部集成多重保护功能。其的驱动电流为负温度系数，当灯具温度超过一定值时，驱动电流降低，防止灯具温度过高。当整流输出电压达到260V以上，芯片内部集成保护功能，将驱动的电流降低，防止灯具系统因过压而损坏。

SDS3108采用线性恒流的架构，拥有线性恒流方案的简洁性，实现媲美AC/DC的性能参数，在LED驱动应用中将开辟线性恒流的新纪元。

1.3 智能调光功能

a) 内置集成调光功能

SDS3108在芯片内部集成开关调光功能。开光调光功能启动时，通过普通墙面开关的快速开合可实现三级调光(100%~50%~25%)、两级调光(100%~0.5%)或无级调光功能。借助这些调光模式，LED灯具不需要增加任何电源成本，不需要开关增加可控硅控制，也不需要改变原有固定照明灯具的供电走线，只是通过开关的连续开合控制就可以实现各种简单实用的调光应用。三级调光为默认模式，在IC出厂时，也可根据客户需求固化这三种模式中的任何一种。

b) 外置MCU智能调光功能模式

SDS3108还集成数字调光功能，主控芯片通过单线SDQ协议写入命令，可实现灯具亮度的实时动态变化。以最低的系统成本和最大的灵活性实现各种复杂的智能调光，包括自动适应调光、WIFI、蓝牙、自动感应调光、无线控制调光、RGB彩灯控制等等。SDQ端口通接有上拉电阻，芯片工作在数字调光模式，主控芯片通过SDQ协议可动态调节灯具的亮度。如果将SDQ端口改为下拉(将)，芯片工作在开关调光功能，通过普通墙面开关即可调节灯具的亮度。

图3 SDS3108 调光系统图

相比于传统的开关电源调光方案，SDS3108基于自身高阶段线性分段恒流架构的优势，提出的的一种全新的数字式调光方法，这也很好地顺应了LED灯具向智能化、数字化方向发展的趋势。

二.T8/T5 光电一体化驱动方案 SDS3108

2.1 BOM 表

表2 SDS3108功能配置BOM表

SDS3108不仅提供无频闪，全电压，智能调光，高效率的驱动方案，而且其更为突出的优点是：客户可以根据应用需要，灵活选择各功能模块和周围电路搭配，灵活叠加，实现“1 1>2”的效果，从而提供最高性价比的方案。

表3：SDS3018功能配置表

如上表3：模式5中，当动态配置和自动填谷叠加搭配时，就可实现无频闪，全电压，高效率的智能调光方案。

2.2 数据与性能

表4：SDS3108 功能配置模式五(数据和性能)

如上表4：在全电压90~260V输入电压变化中，芯片内部集成恒定功率使输出功率保持恒定。输入电压在110V时，效率可达90%以上;输入电压在220V时，效率高达94%。

2.3 PCB图布线注意事项：

(1)灯珠排列正负方向需一致，便于SMT

(2)为提高发光效果，灯条的灯珠在布局时最好要交错排放，如：18W 90颗有两部分3-6-12-24，

要把3-6-12 这21颗插到24颗里，剩余3颗靠堵头

(3)采样电阻R6、R7、贴片电容应该靠近IC引脚;C1要远离热源(芯片、灯珠);GND和灯珠线路面积尽量大;在PCB板面积允许下，芯片走线尽量拉宽;贴片电阻电容在满足堵头长度时尽量用0805规格

(4)注意PCB的工艺要求，常规为0.3mm线宽线距;线到板边距离0.5mm以上;

(5)PCB板要加测试点和丝印，便于调试测试电压

(6)过CE安规方案中要注意：

a) 铝板配铝灯壳时：带电部件和邻近金属部件应有足够爬电距离5mm和电气间隙3mm;

或者使铝板与铝灯壳绝缘

b) 用塑料灯壳时：只需满足3mm空间间隙

2.4 PCB板低压测试步骤：

步骤一、测试虚焊

测试LED有没虚焊。单芯LED正常电压为2.8V-3.2V，测试中，每颗灯芯上施加的电压为2.5V避免LED发光过强。以90颗日光灯方案为列，八串灯分别为DOUT(F1~F2~F3~F4~F5~F6), DOUT(1~2)灯芯分别为：3-6-12-3-6-12和24-24。每个灯芯用2.5V，如：DOUTF1和DOUTF2之间加电压15V，看整个灯串是不是全亮。在没有全亮的情况下，电压调整为5V，依次测试相连的两灯是不是全亮，不亮的灯珠即为虚焊或异常的灯珠。

步骤二、测试二极管压降值

用万用表二极管档确认GND对DOUT(F1～F2～F3～F4～F5～F6)，DOUT(1～2), SDQ, VSENS, FILL,CS2,FOLD,VAC2,RT1,CS1的二极管压降，正常情况下为0.6V。再测试相邻脚有没连一起，如：DOUTF1和DOUTF2，DOUTF2和DOUTF3等等。

步骤三、测试芯片引脚VD电压

用30V左右的直流电或者交流电给灯条供电，用万用表量测芯片VDD引脚的电压，VDD

正常情况下约为5V。

步骤四、测试芯片电流

用30V左右的直流电给灯条供电，串接万用表量测芯片电流，此电流正常约为300uA。

步骤五、测试各LED灯串电压值

各串灯电压建议为： RT与DOUTF1用7.5V，DOUTF1与DOUTF2用15V，DOUTF2与DOUTF3用30V，DOUTF3与DOUT1用60V;

VAC2与DOUTF4用7.5V，DOUTF4与DOUTF5用15V，DOUTF5与DOUTF6用30V，DOUTF6与DOUT2用60V。

驱动电路

驱动部分