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一张规格书引发的评测——MIX5303 LED驱动IC测试

2012-6-6 13:00| 发布者: lfcx| 查看: 672| 评论: 0

摘要: 一张产品规格书,本是再普通不过了,却引发了一场颇具争议的评测...... 这是上海如建电子型号为MIX5303的3W LED驱动技术文档,咋一看,其实没有太多的争议,但是一位专业人士xmdzshz发现最早的介绍里写着线性直驱2A ...

一张产品规格书,本是再普通不过了,却引发了一场颇具争议的评测......

这是上海如建电子型号为MIX5303的3W LED驱动技术文档,咋一看,其实没有太多的争议,但是一位专业人士xmdzshz发现最早的介绍里写着线性直驱2A,还以为是像7135一样采用线性恒流的工作模式,但一经测试,却没想到只是一颗集成了MOS的带调光的直驱电路,不能恒流。于是便动了念头,对说明书上的特征一栏逐项测试,以辨虚实。

一、外观评测  

样片及芯片,板子做工还不错,铜箔比较厚实,负极过孔很多,应该能应付大电流。由于仅仅是个直驱板,所以空荡荡的板子感觉少了一点什么。原来是少了单片机,不知道这是内建了单片机还是用模拟电路来实现高亮、低亮、爆闪等功能的?  

厂家辩解:本IC在使用DC电源条件下,可保证1.2A以内长时间工作,我们做过168小时老化。板子确实空荡荡的,我们设计这个产品的时候,就是看到以前警用手电筒的板子器件太多了,看了很繁琐,所以尽量把它精简成一颗IC。 内部我们做了特殊的处理,我们的控制开关是由电源VDD输入信号来控制的,这是我们的创新点。达到三种功能的切换。

另外样片及芯片,4148的焊接位被焊了一颗电阻,失去了防反接功能。 

厂家辩解:电阻同样能起防反接功能。4148只是方案之一,但不是最佳方案,因为当电池电压太低时,一个4148吃掉0.7V,如果进入到芯片内部只有2V电源的话,不能确保所有的芯片都能工作在最佳状态。我们做过试验,用470欧姆的电筒,5个成本,5个板子,反接3天,芯片仍然正常。

板子背面,看上去还行。

直径,20mm左右,比较大,只能装在中头或大头筒里了。

厚度,由于只一片芯片,2.26mm的厚度显得很超薄。

待测试者,散热器:28mm × 28mm × 20mm,56根鳍片;LED:XM-L T6 1A;MIX 5303 高亮、低亮、爆闪三种循环模式样片。LED与散热器之间涂抹星牌导热硅脂,并用螺丝拧紧。全部焊接了双线,这样在测电压的时候避免了大电流下导线上的压降。高、低、爆闪三档循环,无记忆,任何时候断电再接通均进入下一档,冷启动貌似档位不确定,可能是没有使用单片机的缘故吧?  

厂家辩解:高、低、爆闪三档循环,有短时记忆功能,在一小时左右(如果用1uF电容,如果加大电容,可以记忆更长时间)。我的“记忆”是指在一小时内,任何断电,它能记住上一次的功能,自动切换到下一个循环状态。

二、三种循环模式:全亮、25%亮度、爆闪三档循环  

有短时记忆功能,在一小时左右(如果用1uF电容,如果加大电容,可以记忆更长时间)。任何时候断电再接通均进入下一档,冷启动貌似档位不确定。

很奇怪,文档上说,低亮是25%亮度,由于LED亮度和电流不是线性关系,所以觉得这种写法不妥,只能理解为低亮电流为25%的高亮电流。但是,这个低亮电流,却是和电源电压呈现正相关的;并且和高亮时的电流无关,根据这两点猜测,这个低亮是通过PWM来调节的,占空比为1/4,所以技术书上说是25%亮度。  

三、超低的静态电流:20μA  

我理解这个静态电流是不接LED时电路空载下消耗的电流,输入电压4.00V,实测空载电流在0.01mA~0.02mA之间跳动,符合文档上所说的20μA。

1A恒流下,高、低、爆三档的LED端电流。

2A恒流下,高、低、爆三档的LED端电流。

还有一个不小的问题,就是低亮时的啸叫声,很大,虽说是裸奔,理应大一点,但是玩了那么多电路,这个电路低亮时的啸叫声是最响亮的。大白天、室内、距离50cm左右,也清晰可辨。  

厂家辩解:我们在一家客户哪里也碰到过这个问题,说有啸叫,我们及时跟进,发现客户电路虚焊了。目前我们这颗IC已经很多客户量产,没发现这个问题。我下次拜访客户时,也把“啸叫”作为质量跟踪项目之一,抽样5家客户调查。  

四、温度保护:140℃  

关于保护,文档中未提及最高工作电流,只说温度保护是140℃。经测试,2.6A下,大约3x 秒后,LED开始闪烁,并且闪烁频率越来越快。开始以为是过流保护,但手刚摸上板子的时候,被烫了一下,才知道是IC启动了过热保护。经用风扇对着板子吹,证实了是过热保护。看来这个板子上大电流,散热是个大问题。工作电压,上限没测,没啥大意义,重点测了下限,果如前面一位高手所说,木有过放保护很杯具。  

厂家辩解:我们说明书上标了三节7号电池,和单节锂电池。那就意味着最大电流不会超过2A。客户根据需要,可以加限流电阻,调节电路。

五、工作电压:2.5V~5V  

工作电压,上限没测,没啥大意义,重点测了下限,果如前面一位高手所说,木有过放保护很杯具。  

2.474V,LED已经可以肉眼直视毫无鸭梨了,还在亮。再减小输入电压,LED熄灭,无法判定是IC终止输出了,还是LED已经不导通了。这对于非保护锂电来说,是个严重的问题;但对于铁锂、3AA碱电、CR123A来说,也是榨干电池的一种方法。

六、效率高达97%  

效率问题,说明书上说“高达97%”,对于直驱电路来说,理想状况下应该是100%,忽略导线电阻、电池内阻、筒身&开关接触电阻,起决定性的因素就是MOS内阻了。  

测试了1A恒流输入、2A恒流输入下,OUT与GND之间的电压,就是MOS上的压降,为避免导线上的压降,此时四线法就派上用场了。

1A下:125.1mV;2A下:290.5mV,读数随时间推移、温度上升而增加。也就是说,1A下,MOS内阻125mΩ;2A下,MOS内阻290mΩ。  

忽略其它一切内阻,仅计算MOS内阻,假设1~3A下LED端电压都是3V来计算(偏低了一点,为计算方便,取整),1A下效率(%)=3÷(3+0.125)=96%;2A下效率(%)=3÷(3+0.29)=91%。  

看来,技术书上说是3W LED驱动,高达97%效率,也勉强能算过关,高于3W的输出,效率就下降了。  

最后,再来看看实际使用电池的情况,没敢上充满电的羊羊羊,因为简单算了一下,3A下,这颗T6的Vf=3.14V,羊羊羊内阻算50mΩ,那么接通瞬间电流≈(4.2V-3.14V)÷(290mΩ+50mΩ)≈3.11A,LED鸭梨比较大。于是就用14500和16340来试验。

可以看到,经历了几十个循环的14500、16340,满电下,LED端电流依旧可以到达2A以上。

看来这颗IC适合使用14500、16340、铁锂、CR123A、3AAA碱电、3AA碱电来推XM-L T6,但是,大电流下热保护又是个矛盾。

【总结】:  

先说说缺点: 

1、最大的问题,它不能恒流,我们都知道,驱动LED需要的是恒流源而不是恒压源,因此它在应用上就受到了限制。至少在电源的选择上,不能选用那种低内阻、新电池,否则LED端电流会很大;  

2、MOS内阻偏大,MOS上耗散的功率较大。2A下,有1.2W的热功率,这对于SOT23-6封装来说,散热鸭梨很大,尤其是在装筒后的密闭空间内。仅靠一个铜仓来散热,估计很容易引发热保护;  

3、木有电池过放保护,对于不带保护板的锂电来说,有点麻烦。  

再谈谈优点:  

1、它的最大的优势在于省略了单片机,简化了外围电路。对于一个产品来说,构成越简单越可靠;  

2、效率还行,按照技术书上说,3W时的确能到95%以上,但是电流再大效率就下降了;  

3、坏事也能向好事转化,无过放保护,可以榨干一次性电池或铁锂的能力;  

综上,总体感觉:  

1、这不是适合大电流、长续航的产品使用;  

2、它应该适合那种产量在万支以上的大众电筒厂家选用,因其低成本、高可靠。况且,这类市面上几十块钱的“强光电筒”,很多都是采用串联的3AAA、3AA的;  

3、看来技术书上说3W,是有道理的。基本上,1A电流下,表现还是不错的。手上木有3AA碱电、也木有空闲的3W LED,所以也木有测试3AA碱电 + 3W LED,初始电流能有多大,但我估计不会超出1A太多。  

做台灯是个不错的选择,前端可以用YLJ的骡积压AC-5X、5E,恒流白菜KIS 3R33S,3×7135等廉价方案作为恒流源,取其可以高、中、低调光,爆闪和SOS是用不上了。  

其实,应该来说,这个芯片提供了一个不错的思路,既然是简单应用,何必麻烦单片机呢?  

如果加上恒流功能,进一步减小MOS内阻,那实用性就会大大加强了。

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