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LED驅動(dòng)-LED基本分類(lèi)與應用的正確選擇方法等

信息來(lái)源:本站 日期:2017-12-18 

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一  LED基本分類(lèi)與應用

●按輸出功率分類(lèi):

0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

●按輸出電壓分類(lèi):

DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

●按外形結構分類(lèi):

PCBA裸板和有外殼的兩種。

●按安全結構分類(lèi):

隔離和非隔離的兩種。

●按功率因數分類(lèi):

帶功率因數校正和不帶功率因數。

●按防水性能分類(lèi):

防水和不防水兩種。

●按激勵方式分類(lèi):

自激式和它激式。

●按電路拓撲分類(lèi):

RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

●按轉換方式分類(lèi):

AC-DC與DC-DC兩種。

●按輸出性能分類(lèi):

恒流、恒壓與既恒流又恒壓三種。

LED驅動(dòng)電源的應用

分別用于射燈、櫥柜燈、小夜燈、護眼燈、LED天花燈、燈杯、埋地燈、水底燈、洗墻燈、投光燈、 路燈、招牌燈箱、串燈、筒燈、異形燈、星星燈、護攔燈、彩虹燈、幕墻燈、柔性燈、條燈、帶燈、 食人魚(yú)燈、日光燈、高桿燈、橋梁燈、礦燈、手電筒、應急燈、臺燈、燈飾、交通燈、節能燈、汽車(chē)尾燈、草坪燈、彩燈、水晶燈、 格柵燈、遂道燈等。


二 LED驅動(dòng)電源的重要性

接觸過(guò)LED的人都知道:由于LED正向伏安特性非常陡 圖1.1(正向動(dòng)態(tài)電阻非常?。?,要給LED正常供電就比較困難。不能像普通白熾燈一樣,直接用電壓源供電,否則電壓波動(dòng)稍增,電流就會(huì )增大到將LED燒毀的程度。為了穩定LED的工作電流,保證LED能正??煽康毓ぷ?,具有”鎮流功能”的各種各樣的LED驅動(dòng)電路就應運而生。最簡(jiǎn)單的是串聯(lián)一只鎮流電阻,而比較復雜的是用許多電子元件構成的“恒流驅動(dòng)器”。

LED驅動(dòng)電源


三 LED驅動(dòng)的技術(shù)方案

一  鎮流電阻方案

此方案的原理電路圖見(jiàn)圖1。這是一種極其簡(jiǎn)單,自L(fǎng)ED面世以來(lái)至今還一直在用的經(jīng)典電路。

LED工作電流I按下式計算:

LED驅動(dòng)電源

I與鎮流電阻R成反比;當電源電壓U上升時(shí),R能限制I的過(guò)量增長(cháng),使I不超出LED的允許范圍。

此電路的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,成本低;缺點(diǎn)是電流穩定度不高;電阻發(fā)熱消耗功率,導致用電效率低,僅適用于小功率LED范圍。

一般資料提供的鎮流電阻R的計算公式是:

LED驅動(dòng)電源

按此公式計算出的R值僅滿(mǎn)足了一個(gè)條件:工作電流I 。而對驅動(dòng)電路另兩個(gè)重要的性能指標:電流穩定度和用電效率,則全然沒(méi)有顧及。因此用它設計出的電路,性能沒(méi)有保證。

LED驅動(dòng)電源

二 鎮流電容方案

電路的工作是基于在交流電路中,電容存在容抗XC也有”鎮流作用”的原理。另外電容消耗無(wú)功功率,不發(fā)熱;而電阻則消耗有功功率,會(huì )轉化為熱能耗散掉,所以鎮流電容比鎮流電阻,能節省一部分電能,并能設計成將LED燈直接接到市電~220V上,使用更為方便。

此方案的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單,成本低,供電方便;缺點(diǎn)是電流穩定度不高,效率也不高。僅適用于小功率LED范圍。當LED的數量較多,串聯(lián)后LED支路電壓較高的場(chǎng)合更為適用。

LED驅動(dòng)電源

三 線(xiàn)性恒流驅動(dòng)電路

上面已經(jīng)提到電阻、電容鎮流電路的缺點(diǎn)是電流穩定度低(△I/I達±20~50%),用電效率也低(約50~70%),僅適用于小功率LED燈。

為滿(mǎn)足中、大功率LED燈的供電需要,利用電子技術(shù)常見(jiàn)的電流負反饋原理,設計出恒流驅動(dòng)電路。和直流恒壓電源一樣,按其調整管是工作在線(xiàn)性,還是開(kāi)關(guān)狀態(tài),恒流驅動(dòng)電路也分成兩類(lèi):線(xiàn)性恒流驅動(dòng)電路和開(kāi)關(guān)恒流驅動(dòng)電路。

圖4是最簡(jiǎn)單的兩端線(xiàn)性恒流驅動(dòng)電路。它借用三端集成穩壓器LM337組成恒流電路,外圍僅用兩個(gè)元件:電流取樣電阻R和抗干擾消振電容C


四 開(kāi)關(guān)電源驅動(dòng)電路

上述線(xiàn)性恒流驅動(dòng)電路雖具有電路簡(jiǎn)單、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),但使用中也發(fā)現幾點(diǎn)不足:

a、調整管工作在線(xiàn)性狀態(tài),工作時(shí)功耗高發(fā)熱大(特別是工作壓差過(guò)大時(shí)),不僅要求較大尺寸的散熱器,而且降低了用電效率。

b、電源電壓要求按公式(13)與LED工作電壓嚴格匹配,不允許大范圍改變。也就是說(shuō)它對電源電壓及LED負載變化的適應性差。

c、它僅能工作在降壓狀態(tài),不能工作在升壓狀態(tài)。即電源電壓必須高于LED工作電壓。

d、供電不太方便,一般要配開(kāi)關(guān)穩壓電源,不能直接用~220V供電。

輸入整流:將正負變化的交流電變成單向變化的直流電

濾波:將變化的電壓波形平滑成波動(dòng)較小的直流電壓波形

變壓器:儲存能量,產(chǎn)生需要的輸出電壓.原、副邊隔離。

輸出穩壓:穩定輸出電壓

取樣反饋:將輸出電壓的變化反映到控制電路,以便采取相應的措施保證輸出電壓在規定的范圍內

PWM+開(kāi)關(guān):控制電路,根據反饋回來(lái)的信號控制變壓器儲存能量的多少,從而保證輸出的穩定

采用開(kāi)關(guān)電源驅動(dòng)的優(yōu)點(diǎn):效率高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩定。輸出紋波小。且這種電路都有完善的保護措施,屬高可靠性電源。


LED驅動(dòng)電源主要有恒壓式和恒流式

(1)恒壓式:

a、當穩壓電路中的各項參數確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著(zhù)負載的增減而變化;

b、恒壓電路不怕負載開(kāi)路,但嚴禁負載完全短路。

c、 以穩壓驅動(dòng)電路驅動(dòng)LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;

d、 亮度會(huì )受整流而來(lái)的電壓變化影響。


(2)恒流式:

a、 恒流驅動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著(zhù)負載阻值的大小不同在一定范圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;

b、 恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開(kāi)路。

c、 恒流驅動(dòng)電路驅動(dòng)LED是較為理想的,但相對而言?xún)r(jià)格較高。

d、 應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數量;


開(kāi)關(guān)恒流驅動(dòng)電路

恒流源和恒壓源不同之處就是恒流的那部分電路。

恒流部分:它主要由T1、R8、R9、R5組成。三級管的導通電壓0.7V是已知量。R8阻值也是已知量,當電路開(kāi)始工作后,只要R8和流過(guò)R8的電流乘積大于0.7V,三極管開(kāi)始工作,電路就進(jìn)入恒流工作。


LED驅動(dòng)電源



四 LED與LED驅動(dòng)電源的匹配


我們已經(jīng)很清楚的知道LED驅動(dòng)電源只有兩種方式:

恒流式:電流不變電壓在一定范圍內變化(隨負載變化)

恒壓式:電壓不變電流在一定范圍內變化(隨負載變化)

而LED燈配合的方式有三種:串聯(lián)式, 并聯(lián)式,串并混聯(lián)式。

串聯(lián)式:

要求LED驅動(dòng)器輸出較高的電壓。當LED的一致性差別較大時(shí),分配在不同的LED兩端電壓不同,通過(guò)每顆LED的電流相同,LED的亮度一致。

當某一顆LED品質(zhì)不良短路時(shí),如果采用穩壓式驅動(dòng),由于驅動(dòng)器輸出電壓不變,那么分配在剩余的LED兩端電壓將升高,驅動(dòng)器輸 出電流將增大,導致容易損壞余下所有LED。如采用恒流式LED驅動(dòng),當某一顆LED品質(zhì)不良短路時(shí),由于驅動(dòng)器輸出電流保持不變,不影響余下所有LED 正常工作。當某一顆LED品質(zhì)不良斷開(kāi)后,串聯(lián)在一起的LED將全部不亮。解決的辦法是在每個(gè)LED兩端并聯(lián)一個(gè)齊納管,當然齊納管的導通電壓需要比LED的導通電壓高,否則LED就不亮了。

LED驅動(dòng)電源

并聯(lián)式:

要求LED驅動(dòng)器輸出較大的電流,負載電壓較低。分配在所有LED兩端電壓相同,當LED的一致性差別較大時(shí),而通過(guò)每顆LED的電流不一致,LED的亮度也不同??商暨x一致性較好的LED,適合用于電源電壓較低的產(chǎn)品。

當某一個(gè)顆LED品質(zhì)不良斷開(kāi)時(shí),如果采用恒壓式LED驅動(dòng),驅動(dòng)器輸出電流將減小,而不影響余下所有LED正常工作。如果是采用 恒流式LED驅動(dòng),由于驅動(dòng)器輸出電流保持不變,分配在余下LED電流將增大,導致容易損壞所有LED。解決辦法是盡量多并聯(lián)LED,當斷開(kāi)某一顆LED 時(shí),分配在余下LED電流不大,不至于影響余下LED正常工作。所以功率型LED做并聯(lián)負載時(shí),不宜選用恒流式驅動(dòng)器。當某一顆LED品質(zhì)不良短路時(shí),那么所有的LED將不亮,但如果并聯(lián)LED數量較多,通過(guò)短路的LED電流較大,足以將短路的LED燒成斷路。

LED驅動(dòng)電源

串并混聯(lián)方式

在需要使用比較多LED的產(chǎn)品中,如果將所有LED串聯(lián),將需要LED驅動(dòng)器輸出較高的電壓。如果將所有LED并聯(lián),則需要LED驅動(dòng)器輸出較大的電流。 將所有LED串聯(lián)或并聯(lián),不但限制著(zhù)LED的使用量,而且并聯(lián)LED負載電流較大,驅動(dòng)器的成本也會(huì )大增。解決辦法是采用混聯(lián)方式。串并聯(lián)的LED數量平均分配,分配在一串LED上的電壓相同,通過(guò)同一串每顆LED上的電流也基本相同,LED亮度一致。同時(shí)通過(guò)每串LED的電流也相近。

當某一串聯(lián)LED上有一顆品質(zhì)不良短路時(shí),不管采用恒壓式驅動(dòng)還是恒流式驅動(dòng),這串LED相當于少了一顆LED,通過(guò)這串LED的電流將大增,很容易就會(huì ) 損壞這串LED。大電流通過(guò)損壞的這串LED后,由于通過(guò)的電流較大,多表現為斷路。斷開(kāi)一串LED后,如果采用恒壓式驅動(dòng),驅動(dòng)器輸出電流將減小,而不 影響余下所有LED正常工作。如果是采用恒流式LED驅動(dòng),由于驅動(dòng)器輸出電流保持不變,分配在余下LED電流將增大,導致容易損壞所有LED。解決辦法是盡量多并聯(lián)LED,當斷開(kāi)某一顆LED時(shí),分配在余下LED電流不大,不至于影響余下LED正常工作。

混聯(lián)方式還有另一種接法,即是將LED平均分配后,分組并聯(lián),再將每組串聯(lián)一起。

當有一顆LED品質(zhì)不良短路時(shí),不管采用恒壓式驅動(dòng)還是恒流式驅動(dòng),并聯(lián)在這一路的LED將全部不亮,如果是采用恒流式LED驅動(dòng),由于驅動(dòng)器輸出電流保持不變,除了并聯(lián)在短路LED的這一并聯(lián)支路外,其余的LED正常工作。假設并聯(lián)的LED數量較多,驅動(dòng)器的驅動(dòng)電流較大,通過(guò)這顆短路的LED電流將增大,大電流通過(guò)這顆短路的LED后,很容易就變成斷路。由于并聯(lián)的LED較多,斷開(kāi)一顆LED的這一并聯(lián)支路,平均分配電流不大,依然可以正常工作,哪么 整個(gè)LED燈,僅有一顆LED不亮。

如果采用恒壓式驅動(dòng),LED品質(zhì)不良短路瞬間,負載相當少并聯(lián)一路LED,加在其余LED上的電壓增高,驅動(dòng)器輸出電流將大增,極有可能立刻損壞所有 LED,幸運的話(huà),只將這顆短路的LED燒成斷路,驅動(dòng)器輸出電流將恢復正常,由于并聯(lián)的LED較多,斷開(kāi)一顆LED的這一并聯(lián)支路,平均分配電流不大, 依然可以正常工作,哪么整個(gè)LED燈,也僅有一顆LED不亮.

通過(guò)對以上分析可知,驅動(dòng)器與負載LED串并聯(lián)方式搭配選擇是非常重要的,恒流式驅動(dòng)功率型LED是不適合采用并聯(lián)負載的,同樣的,恒壓式LED驅動(dòng)器不適合選用串聯(lián)負載。

LED驅動(dòng)電源

LED驅動(dòng)電源

工程中的簡(jiǎn)易計算方法

例:某電源額定輸出功率為5W電源,輸出電壓12V ,白光LED額定正向電壓3.3V,耗散功率為65mW,可配置多少個(gè)LED?

(1)計算每條支路的LED個(gè)數: 3.3V × 3 =9.9V

65mW ÷3.3V  =20mA  (12V - 9.9V)÷ 20mA = 105Ω

(2)計算并聯(lián)支路數 :5W ÷ (65mW × 3 + 20mA × 20mA × 105Ω ) = 21

(3)總共可以接多少個(gè)LED:21 × 3 =63個(gè)(串并混聯(lián))

LED驅動(dòng)電源


4 LED驅動(dòng)電源使用中應注意的問(wèn)題

A.LED降額使用。

B.使用線(xiàn)性恒流驅動(dòng)器,特別注意其工作壓差。

C.隔離式開(kāi)關(guān)恒流驅動(dòng)器次級輸出電源不宜懸空,負極應接   地。

D.對開(kāi)關(guān)恒流驅動(dòng)器,要嚴格遵守:先接好LED燈,再接通驅動(dòng)器電源的操作順序。

我們針對瞬間電流沖擊問(wèn)題研究了新型的解決方案,在輸出端加入限流電路,主要有兩種實(shí)現方案。

a、串聯(lián)連接方式,將多余部分的能量消耗在限流電路內部。通過(guò)將多余的能量堵在負載之前,保證在連接開(kāi)關(guān)閉合的瞬間流過(guò)LED燈負載上的電流在LED燈所允許的電流范圍之內。

b、并聯(lián)連接方式,同樣也是將多余部分的能量消耗在限流電路內部。通過(guò)將多余的能量引到限流電路上,保證流過(guò)LED燈上的電流在LED燈的安全電流范圍之內。

LED驅動(dòng)電源

串聯(lián)限流電路:配置在高頻濾波電容(C3)和恒流回路之間,在一個(gè)橫向分支上包含一個(gè)NPN型晶體管(Q1)的集電極—發(fā)射極通道和與這個(gè)集電極—發(fā)射極通道串聯(lián)的限流電阻(R1)。集電結偏置電阻(R5)連接到NPN型晶體管(Q1)的集電極與基極之間。NPN型晶體管(Q2)的基極連接到NPN型晶體管(Q1)的發(fā)射極上,NPN型晶體管(Q2)的集電極與NPN型晶體管(Q1)的基極相連,NPN型晶體管(Q2)的發(fā)射極連接到限流電阻(R1)的一端。同時(shí)該限流電路可以串接在恒流電阻(R2)和限壓回路之間,還可以串接在限壓回路和連接開(kāi)關(guān)(S1)之間,也可以串接在負載和輸出極地電位之間。

當輸出電流低于預先設定的限流值時(shí),限流電阻上的壓降低于0.7V,NPN型晶體管(Q2)處于截止狀態(tài),NPN型晶體管(Q1)處于飽和導通狀態(tài)。電路正常工作,僅僅只在限流電阻(R1)和NPN型晶體管(Q1)上增加了少量損耗。當輸出的電流大于預先設定的限流值時(shí),便會(huì )在限流電阻上產(chǎn)生高于0.7V的壓降,此時(shí)NPN型晶體管(Q2)飽和導通,NPN型晶體管(Q1)發(fā)射極—集電極通道的等效阻值增大,起到限制輸出電流的作用,近而有效的保護了負載上短暫的過(guò)流現象。

并聯(lián)限流電路:配置在輸出限壓回路和負載之間,在一個(gè)縱向分支上并聯(lián)上一個(gè)NPN型晶體管(Q3)的集電極—發(fā)射極通道,NPN型晶體管(Q3)的基極連接到負載負電位上,限流電阻(R2)連接到NPN型晶體管(Q3)的發(fā)射極和基極之間。NPN型晶體管(Q3)的集電極—發(fā)射極通道可以電容后的任意一個(gè)縱向分支上。

當輸出電流值小于預先設定的閾值電流時(shí),限流電阻(R2)兩端的壓降小于0.7V,NPN型晶體管(Q3)處于截止狀態(tài),電路正常工作;當輸出電流值大于預先設定的閾值電流時(shí),限流電阻兩端的壓降大于0.7V,NPN型晶體管(Q3)集電極—發(fā)射極通道變?yōu)榈妥柚?,使得大部分的電流流過(guò)NPN型晶體管(Q3)的集電極—發(fā)射極通道上,且以熱能的形式消耗在NPN型晶體管(Q3)的集電結上,從而有效地保護了負載上短暫的過(guò)流現象。


LED驅動(dòng)電源

五 LED日光燈電源設計


非隔離型降壓式電源設計方法概論

非隔離降壓型電源是現在普遍使用的電源結構,幾乎占了日光燈電源百分之九十以上。很多人都以為非隔離電源只有降壓型一種,每每一說(shuō)到不隔離,就想到降壓型,就想到說(shuō)對燈不安全(指電源損壞)。其實(shí)降壓型不只是一種,還有兩種基本結構,即升壓,和升降壓,即BOOST ANDBUCK-BOOST,后兩種電源即使損壞。不會(huì )影響到LED的好處。降壓式電源也有其好處,它適合用于220,但不適用于110,因為110V本來(lái)電壓就低,一降就更低了,那樣輸出的電流大,電壓低,效率做不太高。 降壓式220V交流,整流濾波后約三百伏,經(jīng)過(guò)降壓電路,一般將電壓降到直流150V左右,這樣即可實(shí)現高壓小電流輸出,效率可以做得較高。一般用MOS 做開(kāi)關(guān)管,做這種規格的電源,可以做到百分之九十那樣差不多,再往上也困難。原因很簡(jiǎn)單,芯片一般自損會(huì )有0.5W到1W,而日光燈管電源不過(guò)就是10W左右。所以不可能再往上走。

常見(jiàn)有些人說(shuō)什么3W的電源效率做到百分之八十五了,而且還是隔離型的。告訴大家,即便是跳頻模式的,空載功耗最小,也要0.3W,還什么輸出3W低壓,能到百分之八十五,其實(shí)有百分之七十算很好了,反正現在很多人吹牛不打草稿,可以忽悠住外行,不過(guò)現在做LED的懂電源的也不多。

之前說(shuō)過(guò),要效率高,首先就要做非隔離的,然后輸出規格還要高壓小電流,可以省去功率元件的導通損耗,所以象這種LED電源的主要損耗,一就是芯片自有損耗,這個(gè)損耗一般有零點(diǎn)幾W到一W的樣子,還有一個(gè)就是開(kāi)關(guān)損耗了,用MOS做開(kāi)關(guān)管可以顯著(zhù)減小這個(gè)損耗,用三極管開(kāi)關(guān)損耗就大很多。所以盡量不要用三極管。還有就是做小電源,最好不要太省,不要用RCC,因為RCC電路一般的廠(chǎng)家根本做不好質(zhì)量,其實(shí)現在芯片也便宜,普通的開(kāi)關(guān)電源芯片,集成MOS管的,最多不過(guò)兩元錢(qián),沒(méi)必要省那么一點(diǎn)點(diǎn),RCC只省點(diǎn)材料費,實(shí)際上加工返修等費用更高,到頭到反而得不償失的那樣。

降壓式電源的基本結構就是將電感和負載串入300V高壓中,開(kāi)關(guān)管開(kāi)關(guān)的時(shí)候,負載即實(shí)現了低于300V的電壓,具體的電路很多,網(wǎng)上也很多。有一般的市場(chǎng)上的恒流IC基本都是用這種電路來(lái)實(shí)現的。但這種電路就是開(kāi)關(guān)管擊穿的時(shí)候,整個(gè)LED燈板就玩完,這應該算是最不好的地方了。因為當開(kāi)關(guān)管擊穿的時(shí)候,整個(gè)300V的電壓就加在燈板上,本來(lái)燈板只能承受一百多伏電壓,現在成了三百伏了,這種情況一發(fā)生。LED肯定要燒掉。所以很多人說(shuō)非隔離的不安全,其實(shí)就是說(shuō)降壓的,只是因為一般非隔離的絕大多數是降壓的,所以認為非隔離的損壞一定要壞 LED。其實(shí)另外兩種基本的非隔離結構,電源損壞,不會(huì )影響LED的。

降壓式電源要設計成高壓小電流,效率才能高,細說(shuō)一下,為什么?因為高壓小電流,可以讓開(kāi)關(guān)管電流的脈寬大一些,這樣峰值電流就小一些,還有就是,對電感的損耗也小一些,通過(guò)電路結構就可以知道,電路不方便畫(huà),具體也難以再敘述下去了。就隨便總結一下,降壓電源的好處是,適合于220高壓輸入使用,以使得功率器件承受的電壓應力小,適合做大電流輸出,比如做100MA電流,比后兩種方式來(lái)的輕松,效率要高。效率算比較高的,對電感的損耗較小,但對開(kāi)關(guān)管損耗大一些,因為所有經(jīng)過(guò)負載的功率必須要經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管傳輸,但輸出的功率,只有一部分經(jīng)過(guò)電感,如300V輸入,120V輸出的降壓型電源,只有 180V的部分要經(jīng)過(guò)電感,120V的部分是直接導通進(jìn)入負載的,所以說(shuō)對電感損耗比較小,但輸出的功率,全部要經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)管轉化。

分解兩種恒流控制方式

下面要說(shuō)的是,兩種恒流控制模式的開(kāi)關(guān)電源,從而產(chǎn)生兩種做法。這兩種做法,無(wú)論是原理,還是器件應用,還是性能差別,相當都較大。

首先說(shuō)原理。第一種以現在恒流型LED專(zhuān)用IC為代表,主要如9910系列,AMC7150,凡是現在打LED恒流驅動(dòng)IC的牌子基本都是這種,且叫他恒流IC型的吧。但我認為這種所謂恒流IC做恒流,效果卻不怎么好。其控制原理相對來(lái)說(shuō)較簡(jiǎn)單,就是在電源工作的原邊回路,設定一個(gè)電流閥值,當原邊MOS導通,此時(shí)電感的電流是線(xiàn)性上升的,當上升到一定值的時(shí)候,達到這個(gè)閥值,就關(guān)斷電流,下一周期再由觸發(fā)電路觸發(fā)導通。其實(shí)此種恒流應該是一種限流,我們知道,當電感量不同的時(shí)候,原邊電流的形狀是不同的,雖然有相同的峰值,但電流平均值不同。因此,象這種電源一般就是批量生產(chǎn)時(shí),恒流大小的一致性不太好控制。還有就是此種電源有一個(gè)特點(diǎn),一般是輸出電流是梯形的,即波動(dòng)式電流,輸出一般是不用電解平滑的,這也是一個(gè)問(wèn)題,如果電流峰值過(guò)大,會(huì )對LED產(chǎn)生影響。如果電源的輸出級沒(méi)有并電解來(lái)平滑電流的那種電源,基本上都屬此類(lèi)。即判斷是否是這種控制方式,就看其輸出有沒(méi)有并上電解濾波了。這種恒流我原來(lái)一直叫其為假恒流,因為其本質(zhì)就是一種限流,并不是經(jīng)過(guò)運放比較,而得到的恒流值。

第二種恒流方式,應該可以叫做開(kāi)關(guān)電源式的。這種控制方式和開(kāi)關(guān)電源的恒壓控制方式相似。大家都知道用TL431做恒壓吧,因為其內部有一個(gè)2.5伏的基準,然后用電阻分壓方式。當輸出電壓高一點(diǎn)的時(shí)候,或低一點(diǎn)的時(shí)候,就產(chǎn)生一個(gè)比較電壓,經(jīng)過(guò)放大,去控制PWM信號,所以此種控制方式可以很精確的控制電壓。這種控制方式,需要一個(gè)基準,還需要一只運放,如果基準夠準,運放放大倍數夠大,那么就定的很準。同樣的,做恒流,就是需要一個(gè)恒流基準,一個(gè)運放,用電阻過(guò)流檢測,作為信號,然后用這個(gè)信號放大,去控制PWM,可惜現在就是不太好找到很準的基準信號,常用的有三極管,這個(gè)做基準溫漂大,還有就是可以拿二極管約1V的導通值做基準,這樣的也可以,可都不高,最好的是用運放加TL431當基準,但電路復雜。但這樣做的恒流電源,恒流精確度還是好控制的多。而這種模式控制的恒流,其輸出一定得加電解濾波,所以輸出電源是平滑直流,不是脈動(dòng)的,脈動(dòng)的話(huà)就沒(méi)法取樣了。所以要判定是哪種只要看其輸出是否有電解就行了。

兩種恒流控制模式?jīng)Q定了使用兩類(lèi)不同的器件,一是從而決定了兩種電路器件使用不同,性能的不同,成本亦不同。以9910系列為代表的恒流型控制IC 做的LED電源,實(shí)際是限流,控制較簡(jiǎn)單,嚴格的說(shuō)起來(lái),其不屬于開(kāi)關(guān)電源控制的主流模式,開(kāi)關(guān)電源控制的主流模式是一定要有基準和運放的。但這種IC出來(lái)就只能用于LED,很難用于其它的東西,只是因為L(cháng)ED對紋波要求極低。但因為是只用于LED,所以現在價(jià)格較高?;揪褪鞘褂?910加MOS管制作,輸出無(wú)電解,一般我看很多人就是用工字電感做功率轉換電感的。這種電源,一般廠(chǎng)家的芯片資料上有出圖,基本都是降壓式。

二是以我為代表的,即是開(kāi)關(guān)電源控制模式的恒流驅動(dòng)器。這種,就是以普通的開(kāi)關(guān)電源芯片為核心轉換器件,這種芯片很多,三極管或是MOS管的RCC等,都可以做。好處是成本低,可靠性也不錯。因為普通的開(kāi)關(guān)電源芯片不但價(jià)格好,而且都是經(jīng)過(guò)大量使用的經(jīng)典產(chǎn)品。象這種IC其實(shí)一般集成了MOS管,外加MOS方便,但控制方式復雜一些,需要外加恒流控制器件,可以用三極管,或是運放。磁性元件可以用工字電感,亦可用帶氣隙的高頻變壓器。

關(guān)于電源的要求和電路結構的問(wèn)題

看法是,因為電源要內置在燈里,而發(fā)熱是LED光衰最大的殺手,所以發(fā)熱一定要小,就是效率一定得高。當然得有高效率的電源。對于一米二長(cháng)的那種燈,最好是不要用一支電源,而是用二支,兩端各一只,將熱量分散。從而不使熱量集中在一個(gè)地方。

電源的效率主要取決于電路的結構和所用的器件。先說(shuō)電路結構,有些人還說(shuō)要隔離電源,我想絕對是沒(méi)必要的,因為這種東西本來(lái)就是置于燈體內部,人根本摸不到。沒(méi)必要隔離,因為隔離電源的效率比不隔離效率要低,第二是,最好輸出要高電壓小電流,這樣的電源才能把效率做高?,F在普遍用到的是,BUCK電路,即降壓式電路。最好是把輸出電壓做到一百伏以上,電流定在100MA上那樣,如驅動(dòng)一百二十只,最好是三串,每串四十只,電壓就是一百三十伏,電流 60MA。

這種電源用的很多,本人只是認為有一點(diǎn)不好,如果開(kāi)關(guān)管失控通咱,LED會(huì )玩完?,F在LED這么貴。我比較看好升壓式電路,此種電路的好處,我反復的說(shuō)過(guò),一是效率較降壓式的高些,二是電源壞了,LED燈不會(huì )壞。這樣能確保萬(wàn)無(wú)一失,如果燒壞一個(gè)電源,只是損失幾塊錢(qián),燒一個(gè)LED日光燈,就會(huì )賠掉上百元的成本。所以我一直首推還是升壓式的電源。

還有就是,升壓式電路,很容易把PF值作高,降壓式的就麻煩一些。我絕對升壓式電路用于LED日光燈的好處還是有壓倒性的強于降壓式的。只是有一年缺點(diǎn),就是在220V市電輸入情況下,負載范圍比較窄,一般只能適用于100至140個(gè)一串或兩串LED,對于少于此數的,或是夾在中間的,卻用起來(lái)不方便。不過(guò)現在做LED日光燈的,一般60CM長(cháng)那種都是用100至140,一米二的那種,一般就是用二百到二百六那樣,使用起來(lái)還是可以的。所以現在LED日光燈一般使用的是不隔離降壓電路,還有不隔離升壓電路。

所以比較好的器件選擇是,普通的集成MOS的開(kāi)關(guān)電源芯片加高頻變壓器,從性能,成本上,都是最理想的選擇,不需要去用什么恒流IC。

可靠性,恒流精度都很好,價(jià)格才五元錢(qián),但不少人還是嫌貴,因為他們拿它和一元錢(qián)的阻容降壓電源去比較,當然這二者根本沒(méi)法比,做的開(kāi)關(guān)電源里面,有一個(gè)集成MOS的開(kāi)關(guān)電源芯片,還有一個(gè)變壓器。這二者的成本就是放在那里的,當然性能也是放在那里的。但相信,最終小功率 LED恒流驅動(dòng)器會(huì )將阻容降壓電源淘汰掉。因為消費者會(huì )慢慢趨于理性,一個(gè)阻容降壓電源做出來(lái)的燈具,幾乎是沒(méi)有什么實(shí)用價(jià)值的,只能當個(gè)擺設和玩具,如果LED真的進(jìn)入了通用照明領(lǐng)域,阻容降壓電源根本無(wú)法勝任??梢粤系綄?lái)的情況會(huì )是,隨著(zhù)LED性能的提高,價(jià)格的降低,電源成本也將會(huì )成為L(cháng)ED燈具成本的相當重要的一部分。真正的燈具,阻容降壓根本不能勝任。阻容降壓電源大行其道,只是一個(gè)過(guò)渡,最終還是恒流型電源為正宗。

最后說(shuō)一下,區別這兩種電源,一個(gè)最重要的方法,就是看其輸出是否有電解電容作濾波。

關(guān)于供電問(wèn)題——不管是做限流型恒流控制的電源,還是運放控制的恒流電源,都要解決供電問(wèn)題。即開(kāi)關(guān)電源芯片工作 的時(shí)候是需要一個(gè)相對穩定的直流電壓為其芯片供電的,芯片的工作電流從一個(gè)MA到幾個(gè)MA不等。芯片是高壓自饋電的,用起來(lái)是方便,但高壓饋電,造成IC熱量的上升,因為IC要承受約300V的直流電,只要稍有一點(diǎn)電流,就算一個(gè)MA,也有零點(diǎn)三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過(guò)十瓦左右,損失零點(diǎn)幾瓦以下就可以將電源的效率拉下幾個(gè)點(diǎn)。還有就是磁耦合,就是用變壓器,在主功率線(xiàn)圈上加一個(gè)繞組,就象反激電源的輔助繞組一樣,這樣可以避免損掉這零點(diǎn)幾瓦的功率。這也是我為什么不隔離電源還要用變壓器的原因之一,就是為了避免損失那零點(diǎn)幾瓦的功率,將效率提幾個(gè)點(diǎn)。


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