LED日光燈電源技術(shù)問(wèn)題-LED日光燈電源不燒壞MOS管的注意要點(diǎn)-KIA MOS管
信息來(lái)源：本站 日期：2019-11-13
PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時(shí)勢壘下降, P區和N區的多數載流子向對方擴散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會(huì )出現大量電子向P區擴散,構成對P區少數載流子的注入。這些電子與價(jià)帶上的空穴復合,復合時(shí)得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結發(fā)光的原理。
LED日光燈電源發(fā)熱到一定程度會(huì )導致燒壞，關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，也見(jiàn)到過(guò)有人在行業(yè)論壇發(fā)過(guò)貼討論過(guò)。本文將從芯片發(fā)熱、功率管發(fā)熱、工作頻率降頻、電感或者變壓器的選擇、LED電流大小等方面討論LED日光燈電源發(fā)熱燒壞MOS管技術(shù)。
（一）芯片發(fā)熱
本次內容主要針對內置電源調制器的高壓驅動(dòng)芯片。假如芯片消耗的電流為2mA，300V的電壓加在芯片上面，芯片的功耗為0.6W，當然會(huì )引起芯片的發(fā)熱。驅動(dòng)芯片的最大電流來(lái)自于驅動(dòng)功率MOS管的消耗，簡(jiǎn)單的計算公式為I=cvf（考慮充電的電阻效益，實(shí)際I=2cvf，其中c為功率MOS管的cgs電容，v為功率管導通時(shí)的gate電壓，所以為了降低芯片的功耗，必須想辦法降低c、v和f.如果c、v和f不能改變，那么請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件，注意不要引入額外的功耗。再簡(jiǎn)單一點(diǎn)，就是考慮更好的散熱吧。
（二）功率管發(fā)熱
功率管的功耗分成兩部分，開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗。要注意，大多數場(chǎng)合特別是LED市電驅動(dòng)應用，開(kāi)關(guān)損害要遠大于導通損耗。開(kāi)關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動(dòng)能力和工作頻率有關(guān)，所以要解決功率管的發(fā)熱可以從以下幾個(gè)方面解決：
a、不能片面根據導通電阻大小來(lái)選擇MOS功率管，因為內阻越小，cgs和cgd電容越大。如1N60的cgs為250pF左右，2N60的cgs為350pF左右，5N60的cgs為1200pF左右，差別太大了，選擇功率管時(shí)，夠用就可以了。
b、剩下的就是頻率和芯片驅動(dòng)能力了，這里只談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比，所以功率管發(fā)熱時(shí)，首先要想想是不是頻率選擇的有點(diǎn)高。想辦法降低頻率吧！不過(guò)要注意，當頻率降低時(shí)，為了得到相同的負載能力，峰值電流必然要變大或者電感也變大，這都有可能導致電感進(jìn)入飽和區域。如果電感飽和電流夠大，可以考慮將CCM（連續電流模式）改變成DCM（非連續電流模式），這樣就需要增加一個(gè)負載電容了。
（三）工作頻率降頻
這個(gè)也是用戶(hù)在調試過(guò)程中比較常見(jiàn)的現象，降頻主要由兩個(gè)方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統干擾大。對于前者，注意不要將負載電壓設置的太高，雖然負載電壓高，效率會(huì )高點(diǎn)。對于后者，可以嘗試以下幾個(gè)方面：
a、將最小電流設置的再小點(diǎn);
b、布線(xiàn)干凈點(diǎn)，特別是sense這個(gè)關(guān)鍵路徑;
c、將電感選擇的小點(diǎn)或者選用閉合磁路的電感;
d、加RC低通濾波吧，這個(gè)影響有點(diǎn)不好，C的一致性不好，偏差有點(diǎn)大，不過(guò)對于照明來(lái)說(shuō)應該夠了。
無(wú)論如何降頻沒(méi)有好處，只有壞處，所以一定要解決。
（四）電感或者變壓器的選擇
終于談到重點(diǎn)了，我還沒(méi)有入門(mén)，只能瞎說(shuō)點(diǎn)飽和的影響了。很多用戶(hù)反應，相同的驅動(dòng)電路，用a生產(chǎn)的電感沒(méi)有問(wèn)題，用b生產(chǎn)的電感電流就變小了。遇到這種情況，要看看電感電流波形。有的工程師沒(méi)有注意到這個(gè)現象，直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流，這樣做可能會(huì )嚴重影響LED的使用壽命。
所以說(shuō)，在設計前，合理的計算是必須的，如果理論計算的參數和調試參數差的有點(diǎn)遠，要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時(shí)，L會(huì )變小，導致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升，那么LED的峰值電流也跟著(zhù)增加。在平均電流不變的前提下，只能看著(zhù)光衰了。
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