調(diào)查顯示，全球每年因使用傳統(tǒng)白熾燈照明而產(chǎn)生了大量的能源消耗，而LED照明能有效降低能耗和減少溫室氣體排放，所以無論從環(huán)保或者自身節(jié)約成本的角度來看，LED照明是目前市場上高效能的照明解決方案，而且隨著全球各國相繼提出淘汰白熾燈、推廣LED燈，相信今后LED照明是大勢所趨。

當然，雖然LED燈能夠替換現(xiàn)有光源并可在照明系統(tǒng)中快速應用，但是采用LED對現(xiàn)有光源進行改裝并非普遍假定的那般簡單。首先，LED燈并不具有類似于白熾燈的電阻特性，其次，LED燈的額定功率通常會顯著低于現(xiàn)有光源的功率，在工作時，會導致閃爍等干擾效果或頻閃等其它類型的光調(diào)制，所以，要普及LED照明，一款優(yōu)異的LED照明解決方案是必不可少的。今天愛板網(wǎng)就給大家推薦兩款優(yōu)異的小功率LED照明解決方案——EVALLEDICL8201F1模塊以及EVALLEDICL8201F2模塊，分別可以適用于GU10以及T8型的LED應用。

由于兩款模塊都是基于LED電源應用，又都基于英飛凌同一款LED控制芯片ICL8201，在整體的電路結(jié)構(gòu)上差別不大，主要是針對兩個特定LED領(lǐng)域的應用，在MOS管的選擇上有些許出入，所以接下來我們主要針對一款LED電源模塊（EVALLEDICL8201F1模塊）做詳細的介紹，另一款（EVALLEDICL8201F2模塊）則作為比較對象，而在實際的測試環(huán)節(jié)中，我們會將兩款LED電源模塊分別在極限負載條件下進行測試。

EVALLEDICL8201F1模塊

首先來看下愛板網(wǎng)拿到的樣品，包裝盒是簡單的牛皮卡紙，EVALLEDICL8201F1模塊用靜電袋包裹著，總共拿到的是兩個模塊。

打開靜電袋初略一看，EVALLEDICL8201F1模塊外型跟愛板網(wǎng)先前評測過的15W_CE1K0電源模塊（評測）差不多的樣子，不過板載元器件更少，更為簡單，大小也只有33mmx 20mmx 18mm，如下圖所示。

EVALLEDICL8201F1模塊是一個低成本、高效率、高功率因數(shù)的通用LED照明解決方案（7.5W、180mA），其基本的參數(shù)如下：

輸入電壓&頻率：90VAC~265VAC （60/50Hz）

輸出電壓，電流，功率：33V~47V， 180mA， 7.5W

通過EN55015認證（這里基本指燈具的電磁兼容認證）
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從模塊的簡單特性介紹，我們不難發(fā)現(xiàn)，這是一款寬輸入范圍的LED電源模塊，主要包括了輸入電源部分、LED控制部分、LED驅(qū)動電路，如下圖所示。（下一頁）

EVALLEDICL8201F1模塊在電源部分會將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，然后濾波；控制部分通過英飛凌LED控制器ICL8201實現(xiàn)；在LED驅(qū)動電路上采用了英飛凌CoolMOS IPU50R3K0CE實現(xiàn)，整個模塊的原理圖如下所示，在這個原理圖中，我們重點需要關(guān)注的是英飛凌LED控制器ICL8201以及CoolMOS IPU50R3K0CE。

英飛凌LED控制器ICL8201

我們首先來認識下EVALLEDICL8201F1模塊搭載的核心——英飛凌全新的LED控制器ICL8201。

ICL8201是一種串疊（共源共柵）結(jié)構(gòu)電流模式控制器，采用了SOT23-6封裝，支持實現(xiàn)小尺寸和低成本的設計，適用于非隔離浮動降壓拓撲結(jié)構(gòu)，該串疊拓撲結(jié)構(gòu)可以降低系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)效率。那有人就有疑問了，如何降低系統(tǒng)成本？又是如何提高系統(tǒng)效率呢？

如上圖的參考設計所示，高度集成的 ICL8201 控制器電路結(jié)構(gòu)無需使用輔助繞組為 IC 供電，也無需使用高壓耗盡型 MOS 管，就可實現(xiàn)快速點燈，這就大大降低系統(tǒng)成本。另外，串疊拓撲結(jié)構(gòu)消除了啟動電阻在整個工作期間產(chǎn)生的損耗，有助于提高系統(tǒng)效率和可靠性。

對于英飛凌的這顆ICL8201，筆者總結(jié)了以下幾個優(yōu)點：

所需外部元件很少，支持小尺寸和低成本

IC支持單電感，無輔助繞組

先進的串疊結(jié)構(gòu)，無需高壓啟動單元，支持90~305Vac

完整的保護模式，包括智能過溫保護

LED輸出電流高達500mA

ICL8201支持直流和交流輸入，能實現(xiàn)高功率因數(shù)校正 （PFC），在臨界導通運行模式下提高效率并減少 EMI 設計，無需過零檢測繞組，搭載外部功率開關(guān)（比如參考設計中的CoolMOSFET系列），最大能提供 500mA 驅(qū)動電流，非常適用于 LED照明的驅(qū)動電源平臺設計，另外，其ICL8201搭載的過溫保護功能可以有效保護產(chǎn)品，如下圖，在135℃的時候，電流完全截止了。

CoolMOS IPU50R3K0CE

IPU50R3K0CE是英飛凌CoolMOS系列MOS管，具有非常低的通態(tài)電阻Rds以及Eoss，適用于FPC、硬開關(guān)PWM、諧振開關(guān)PWM等功能的應用，MOS管的具體的參數(shù)如下所示。（下一頁）

注：表格中的參數(shù)是MOS管選型的重要依據(jù)，VDS、ID代表電路中的電壓與電流可容許的最大值，但是在實際設計中應該留有余量。RDS是MOS管的通態(tài)電阻，影響開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率，Qg是指MOS管結(jié)電容，影響MOS管開關(guān)的損耗，開關(guān)頻率越大，Qg的參數(shù)就越加重要。

EVALLEDICL8201F2模塊

看完EVALLEDICL8201F1模塊，我們再來看看英飛凌的另一款EVALLEDICL8201F2模塊會有什么不同，如下圖所示。

EVALLEDICL8201F2模塊大小為42mm x 20mm x 15mm，個頭要比EVALLEDICL8201F1模塊大一點，同樣采用了串疊（共源共柵）結(jié)構(gòu)電流模式控制器ICL8201控制器，非隔離式結(jié)構(gòu)。從下圖的對比中可以看到，兩個LED電源模塊重要的區(qū)別在于MOS管的選型。

EVALLEDICL8201F2模塊采用了英飛凌IPS65R1K5CE （IPAK） MOS管，相比EVALLEDICL8201F1模塊搭載的MOS，它具有更高的額定電壓電流值，并且具有更低的通態(tài)電阻值，但是，相對的，它的MOS管結(jié)電容要稍大，會影響MOS管的開關(guān)損耗，所以電源工程師設計的時候要根據(jù)實際應用綜合考慮來選擇適合的MOS管，有關(guān)IPS65R1K5CE的具體的參數(shù)如下表。

最后，我們來對比下兩個LED電源模塊的參數(shù)，如下表所示：

EVALLEDICL8201F1 & EVALLEDICL8201F2 實際應用表現(xiàn)

實驗準備：

EVALLEDICL8201F1模塊 & EVALLEDICL8201F2模塊

功率分析儀一臺（YOKOGAWA WT3000，特別感謝蘇州歐姆尼克新能源科技有限公司提供儀器測試）

電子負載（由于沒有相應的LED電源模塊作為負載，暫時用電子負載來代替）

將測試的東西準備好后，搭建測試平臺，輸入電源采用了寬電源的交流輸入（EVALLEDICL8201F1：90VAC~265vac，EVALLEDICL8201F2：170VAC~277VAC），輸入電源首先經(jīng)過功率分析儀，然后再作為電源模塊的輸入；由于模塊都是恒流輸出，所以用電子負載充當一個“負載”，負載范圍為兩個LED模塊的最大值，最小值以及中間值，測試平臺如下所示。（下一頁）

EVALLEDICL8201F1模塊測試結(jié)果

我們首先進行了EVALLEDICL8201F1模塊的測試，測試范圍選取了模塊標準的可承受的負載的極限值（33V~47V，180mA輸出），具體測試的數(shù)據(jù)如下：

綜合來看，英飛凌EVALLEDICL8201F1模塊整體的效率不錯，在89%左右；而在每個測試環(huán)境下，在最低輸入電壓時，功率因數(shù)要大于95%，而在最高輸入電壓時，功率因數(shù)大于80%；另一項總諧波失真（THD）在最低輸入電壓的時候要小于20%，而在最高輸入電壓時則小于30%。

以負載為中間值的測試情況（LED在40V， 180mA輸出的負載條件下）為例，我們根據(jù)測試的數(shù)據(jù)可以畫出EVALLEDICL8201F1模塊相應的功率因數(shù)和總諧波失真與輸入電壓的關(guān)系，圖表如下圖所示。

可以看到，以國內(nèi)的市電情況（220Vac），我們根據(jù)英飛凌EVALLEDICL8201F1模塊還是能設計出比較優(yōu)秀的LED照明解決方案。

EVALLEDICL8201F2模塊測試結(jié)果

另外，我們也測試了下另一款EVALLEDICL8201F2電源模塊，這款是針對T8型LED的應用，功率要比EVALLEDICL8201F1模塊大一些。

同樣，搭建測試平臺，不過需要注意的是EVALLEDICL8201F2模塊的輸入電壓為170Vac~277Vac，輸出為18W、270mA，測試過程就不一一描述了。可以看到，EVALLEDICL8201F2電源模塊的效率要稍微優(yōu)于EVALLEDICL8201F1模塊，這要歸功于上面我們所說的那顆通態(tài)電阻值更小的MOS管。

本文介紹了英飛凌推出的7.5W、180mA小功率的LED照明解決方案EVALLEDICL8201F1 以及18W、270mA針對T8型LED應用的EVALLEDICL8201F2模塊，兩個模塊都是基于英飛凌最新的LED控制器ICL8201，ICL8201具有眾多優(yōu)異的特點，如：支持單電感，無輔助繞組、具有先進的串疊結(jié)構(gòu)，無需高壓啟動單元，支持90~305Vac的寬電壓輸入范圍、所需外部元件很少，配合英飛凌IPU50R3K0CE 或者IPS65R1K5CE CoolMOS管系列，可以實現(xiàn)針對GU10型以及T8型LED照明系統(tǒng)的小尺寸、低成本的解決方案。