如何提高LEDled灯驱动电源芯片效率

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-07 11:11 标签： led灯驱动电源芯片

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PCBA裸板和有外壳的两种
带功率洇数校正和不带功率因数。
恒流、恒压与既恒流又恒压三种

三、LEDled灯驱动电源芯片的重要性

触摸过LED的人都知道：因为LED正向伏安特性非常陡 圖1.1（正向动态电阻非常小），要给LED正常供电就比较困难不能像一般白炽灯相同，直接用电压源供电否则电压不坚定稍增，电流就会增夶到将LED焚毁的程度为了安稳LED的作业电流，确保LED能正常牢靠地作业具有”镇流功用”的林林总总的LED驱动电路就应运而生。*简略的是串联┅只镇流电阻而比较凌乱的是用许多电子元件构成的“恒流驱动器”。

四、LED驱动的技术方案


此方案的原理电路图见图1这是一种极点简畧，自LED面世以来至今还一贯在用的经典电路
LED作业电流I按下式核算：
I与镇流电阻R成反比；当电源电压U上升时，R能约束I的过量添加使I不超絀LED的答应规划。
此电路的利益是简略本钱低；缺点是电流安稳度不高；电阻发热消耗功率，导致用电功率低仅适用于小功率LED规划。
一般资料供给的镇流电阻R的核算公式是：
按此公式核算出的R值仅满足了一个条件：作业电流I 而对驱动电路另两个重要的功用目标：电流安穩度和用电功率，则全然没有顾及因此用它规划出的电路，功用没有确保
电路的作业是根据在交流电路中，电容存在容抗XC也有”镇流效果”的原理其他电容消耗无功功率，不发热；而电阻则消耗有功功率会转化为热能耗散掉，所以镇流电容比镇流电阻能节省一部汾电能，并能规划成将LED灯直接接到市电～220V上运用更为便当。
此方案的利益是简略本钱低，供电便当；缺点是电流安稳度不高功率也鈈高。仅适用于小功率LED规划当LED的数量较多，串联后LED支路电压较高的场合更为适用
上面现已提到电阻、电容镇流电路的缺点是电流安稳喥低（△I/I达±20～50％），用电功率也低（约50～70％）仅适用于小功率LED灯。
为满足中、大功率LED灯的供电需求运用电子技术常见的电流负反响原理，规划出恒流驱动电路和直流恒压电源相同，按其调整管是作业在线性仍是开关情况，恒流驱动电路也分红两类：线性恒流驱动電路和开关恒流驱动电路
图4是*简略的两端线性恒流驱动电路。它借用三端集成稳压器LM337组成恒流电路外围仅用两个元件：电流取样电阻R囷抗干扰消振电容C
上述线性恒流驱动电路虽具有电路简略、元件少、本钱低、恒流精度高、作业牢靠等利益，但运用中也发现几点缺少：
a、调整管作业在线性情况作业时功耗高发热大（特别是作业压差过大时），不只需求较大规范的散热器而且下降了用电功率。
b、电源電压要求按公式（13）与LED作业电压严峻匹配不答应大规划改动。也就是说它对电源电压及LED负载改动的适应性差
c、它仅能作业在降压情况，不能作业在升压情况即电源电压有必要高于LED作业电压。
d、供电不太便当一般要配开关稳压电源，不能直接用～220V供电
输入整流:将正負改动的交流电变成单向改动的直流电
滤波:将改动的电压波形滑润成不坚定较小的直流电压波形
变压器:储存能量,发生需求的输出电压.原、副边隔绝。
输出稳压:安稳输出电压
取样反响:将输出电压的改动反映到控制电路,以便采纳相应的措施确保输出电压在规则的规划内
PWM+开关:控制電路,根据反响回来的信号控制变压器储存能量的多少,然后确保输出的安稳
选用开关电源驱动的利益:功率高一般可以做到80%～90%，输出电压、電流安稳输出纹波小。且这种电路都有完善的保护措施属高牢靠性电源。

五、LEDled灯驱动电源芯片首要有恒压式和恒流式


a、当稳压电路中嘚各项参数判定往后输出的电压是固定的，而输出的电流却跟着负载的增减而改动；
b、恒压电路不怕负载开路但制止负载完全短路。
c、 以稳压驱动电路驱动LED每串需求加上适合的电阻方可使每串LED闪现亮度均匀；
d、 亮度会受整流而来的电压改动影响。
a、 恒流驱动电路输出嘚电流是安稳的而输出的直流电压却跟着负载阻值的大小不同在必定规划内改动，负载阻值小输出电压就低，负载阻值越大输出电壓也就越高；
b、 恒流电路不怕负载短路，但制止负载完全开路
c、 恒流驱动电路驱动LED是较为抱负的，但相对而言价格较高
d、 应留心所运鼡zui大承受电流及电压值，它约束了LED的运用数量；

六、LED日光灯电源规划


非隔绝型降压式电源规划方法概论
非隔绝降压型电源是现在广泛运用嘚电源结构简直占了日光灯电源百分之九十以上。许多人都认为非隔绝电源只需降压型一种常常一提到不隔绝，就想到降压型就想箌说对灯不an全（指电源损坏）。其实降压型不只是一种还有两种根柢结构，即升压和升降压，即BOOST AND BUCK-BOOST后两种电源即使损坏。不会影响到LED嘚长处降压式电源也有其长处，它适宜用于220但不适用于110，因为110V正本电压就低一降就更低了，那样输出的电流大电压低，功率做不呔高 降压式220V交流，整流滤波后约三百伏经过降压电路，一般将电压降到直流150V左右这样即可完结高压小电流输出，功率可以做得较高一般用MOS 做开关管，做这种规范的电源我的经历是，可以做到百分之九十那样差不多再往上也困难。原因很简略芯片一般自损会有0.5W箌1W，而日光灯管电源不过就是10W左右所以不可能再往上走。现在电源功率这个东西很虚许多人都是吹，实践根柢达不到

常见有些人说什么3W的电源功率做到百分之八十五了，而且仍是隔绝型的告诉咱们，即使是跳频方式的空载功耗*小，也要0.3W还什么输出3W低压，能到百汾之八十五其实有百分之七十算很好了，反正现在许多人揄扬不打草稿可以忽悠住外行，不过现在做LED的懂电源的也不多

功率要高，艏要就要做非隔绝的然后输出规范还要高压小电流，可以省去功率元件的导通损耗所以象这种LED电源的首要损耗，一就是芯片自有损耗这个损耗一般有零点几W到一W的姿势，还有一个就是开关损耗了用MOS做开关管可以显著减小这个损耗，用三极管开关损耗就大许多所以盡量不要用三极管。还有就是做小电源zui好不要太省，不要用RCC因为RCC电路一般的厂家根柢做欠好质量，其完结在芯片也廉价一般的开关電源芯片，集成MOS管的*多不过两元钱，没必要省那么一点点RCC只省点资料费，实践上加工返修等费用更高到头到反而因小失大的那样。

降压式电源的根柢结构就是将电感和负载串入300V高压中开关管开关的时分，负载即完结了低于300V的电压具体的电路许多，网上也许多现茬9910，还有一般的市场上的恒流IC根柢都是用这种电路来完结的但这种电路就是开关管击穿的时分，整个LED灯板就玩完这应该算是*欠好的当哋了。因为当开关管击穿的时分整个300V的电压就加在灯板上，正本灯板只能承受一百多伏电压现在成了三百伏了，这种情况一发生LED必萣要烧掉。所以许多人说非隔绝的不an全其实就是说降压的，只是因为一般非隔绝的绝大多数是降压的所以认为非隔绝的损坏必定要坏 LED。其实其他两种根柢的非隔绝结构电源损坏，不会影响LED的

降压式电源要规划成高压小电流，功率才华高细说一下，为什么?因为高压尛电流可以让开关管电流的脉广大一些，这样峰值电流就小一些还有就是，对电感的损耗也小一些经过电路结构就可以知道，电路鈈便当画具体也难以再叙说下去了。就随意总结一下降压电源的长处是，适宜于220高压输入运用以使得功率器件承受的电压应力小，適宜做大电流输出比如做100MA电流，比后两种方法来的轻松功率要高。功率算比较高的对电感的损耗较小，但对开关管损耗大一些因為全部经过负载的功率有必要要经过开关管传输，但输出的功率只需一部分经过电感，如300V输入120V输出的降压型电源，只需 180V的部分要经过電感120V的部分是直接导通进入负载的，所以说对电感损耗比较小但输出的功率，全部要经过开关管转化


下面要详解的是，两种恒流控淛方式的开关电源然后发生两种做法。这两种做法无论是原理，仍是器件运用仍是功用不同，适当都较大

首要说原理。第yi种以现茬恒流型LED专用IC为代表首要如9910系列，AMC7150凡是现在打LED恒流驱动IC的牌子根柢都是这种，且叫他恒流IC型的吧但我认为这种所谓恒流IC做恒流，效果却不怎样好其控制原理相对来说较简略，就是在电源作业的原边回路设定一个电流阀值，当原边MOS导通此刻电感的电流是线性上升嘚，当上升到必定值的时分抵达这个阀值，就关断电流下一周期再由触发电路触发导通。其实此种恒流应该是一种限流咱们知道，當电感量不同的时分原边电流的形状是不同的，虽然有相同的峰值但电流均匀值不同。因此象这种电源一般就是批量生产时，恒流夶小的一致性不太好控制还有就是此种电源有一个特征，一般是输出电流是梯形的即不坚定式电流，输出一般是不必电解滑润的这吔是一个问题，假设电流峰值过大会对LED发生影响。假设电源的输出级没有并电解来滑润电流的那种电源根柢上都属此类。即判别是否昰这种控制方法就看其输出有没有并上电解滤波了。这种恒流我正本一贯叫其为假恒流因为其本质就是一种限流，并不是经过运放比較而得到的恒流值。

第二种恒流方法应该可以叫做开关电源式的。这种控制方法和开关电源的恒压控制方法相似咱们都知道用TL431做恒壓吧，因为其内部有一个2.5伏的基准然后用电阻分压方法。当输出电压高一点的时分或低一点的时分，就发生一个比较电压经过扩展，去控制PWM信号所以此种控制方法可以很jing'确的控制电压。这种控制方法需求一个基准，还需求一只运放假设基准够准，运放扩展倍数夠大那么就定的很准。相同的做恒流，就是需求一个恒流基准一个运放，用电阻过流检测作为信号，然后用这个信号扩展去控淛PWM，惋惜现在就是不太好找到很准的基准信号常用的有三极管，这个做基准温漂大还有就是可以拿二极管约1V的导通值做基准，这样的吔可以可都不高，zui好的是用运放加TL431当基准但电路凌乱。但这样做的恒流电源恒流jing确度仍是好控制的多。而这种方式控制的恒流其輸出必定得加电解滤波，所以输出电源是滑润直流不是脉动的，脉动的话就无法取样了所以要判定是哪种只需看其输出是否有电解就荇了。

两种恒流控制方式抉择了运用两类不同的器件一是然后抉择了两种电路器件运用不同，功用的不同本钱亦不同。以9910系列为代表嘚恒流型控制IC 做的LED电源实践是限流，控制较简略严峻的说起来，其不属于开关电源控制的干流方式开关电源控制的干流方式是必定偠有基准和运放的。但这种IC出来就只能用于LED很难用于其它的东西，只是因为LED对纹波要求极低但由所以只用于LED，所以现在价格较高根柢就是运用9910加MOS管制造，输出无电解一般我看许多人就是用工字电感做功率改换电感的。这种电源一般厂家的芯片资料上有出图，根柢嘟是降压式

二是开关电源控制方式的恒流驱动器。这种就是以一般的开关电源芯片为中心改换器件，这种芯片许多如PI的TNY系列，TOP系列ST的VIPER12，VIPER22仙童的 FSD200等，甚至只用三极管或是MOS管的RCC等都可以做。长处是本钱低牢靠性也不错。因为一般的开关电源芯片不但价格好而且嘟是经过许多运用的经典产品。象这种IC其实一般集成了MOS管比9910外加MOS便当，但控制方法凌乱一些需求外加恒流控制器件，可以用三极管戓是运放。磁性元件可以用工字电感亦可用带气隙的高频变压器。

关于此种电源的要求和电路结构的问题


关于观念是因为电源要内置茬灯里，而发热是LED光衰zui大的杀手所以发热必定要小，就是功率必定得高当然得有高功率的电源。关于T8一米二长的那种灯zui好是不要用┅支电源，而是用二支两端各一只，将热量松散然后不使热量会合在一个当地。

电源的功率首要取决于电路的结构和所用的器件先說电路结构，有些人还说要隔绝电源我想必定是没必要的，因为这种东西正本就是置于灯体内部人根柢摸不到。没必要隔绝因为隔絕电源的功率比不隔绝功率要低，第二是zui好输出要高电压小电流，这样的电源才华把功率做高现在广泛用到的是，BUCK电路即降压式电蕗。zui好是把输出电压做到一百伏以上电流定在100MA上那样，如驱动一百二十只zui好是三串，每串四十只电压就是一百三十伏，电流

这种电源用的许多自己只是认为有一点欠好，假设开关管失控通咱LED会玩完。现在LED这么贵我比较看好升压式电路，此种电路的长处我重复嘚说过，一是功率较降压式的高些二是电源坏了，LED灯不会坏这样能确保满有把握，假设烧坏一个电源只是丢掉几块钱，烧一个LED日光燈就会赔掉上百元的本钱。所以我一贯首推仍是升压式的电源

还有就是，升压式电路很简单把PF值作高，降压式的就费事一些我必萣升压式电路用于LED日光灯的长处仍是有压倒性的强于降压式的。只是有一年缺点就是在220V市电输入情况下，负载规划比较窄一般只能适鼡于100至140个一串或两串LED，关于少于此数的或是夹在中心的，却用起来不便当不过现在做LED日光灯的，一般60CM长那种都是用100至140一米二的那种，一般就是用二百到二百六那样运用起来仍是可以的。所以现在LED日光灯一般运用的是不隔绝降压电路还有不隔绝升压电路。

*终说一下差异这两种电源，一个*重要的方法就是看其输出是否有电解电容作滤波。


关于供电问题——不管是做限流型恒流控制的电源仍是运放控制的恒流电源，都要处理供电问题即开关电源芯片作业 的时分是需求一个相对安稳的直流电压为其芯片供电的，芯片的作业电流从┅个MA到几个MA不等有一种象FSD200，NCP1012和HV9910，此种芯片是高压自馈电的用起来是便当，但高压馈电造成IC热量的上升，因为IC要承受约300V的直流电呮需稍有一点电流，就算一个MA也有零点三瓦的损坏耗了。一般LED电源不过十瓦左右丢掉零点几瓦以下就可以将电源的功率拉下几个点。還有就是典型象QX9910，用电阻下拉取电这样，损耗就在电阻上大约也得丢掉它零点几瓦吧。还有就是磁耦合就是用变压器，在主功率線圈上加一个绕组就象反激电源的辅佐绕组相同，这样可以避免损掉这零点几瓦的功率这也是我为什么不隔绝电源还要用变压器的原洇之一，就是为了避免丢掉那零点几瓦的功率将功率提几个点。

还有一个问题就是，24串12并的做法会让LED日光灯灯珠的布线变的很伤心，欠好布线了我看，zui好的方法仍是48串一串方法好首要是功率高，发热小而且布线简单，不凌乱

更有甚者，现在还有人提出什么24并12串，这种方法只适宜用于隔绝电源不隔绝电源根柢不适用。更有些不明白电源常识的人觉得自己非隔绝电源做到恒流600MA输出就好牛X了其实他都没有自己仔细的放在灯管里试过，象这种不热爆了才怪


所以说，现在搞什么低压大电流做LED日光灯电源实是舍本求末的做法。

對高PF LED日光灯电源大电流的LED日光灯电源的观念


个人认为这些做法有许多时分实在是舍近求远罢了。现在先请问一下LED相关于传统灯具的优势茬哪第yi，节能第二龟龄，然后是不怕开关对吧。可是现在运用的高PF的方法均是运用无源填谷PF电路，由正本的驱动方法即48串，6并妀为24串12并，这样的话在220V情况下，功率会降下五个百分点左右所以LED日光灯电源，发热量更高了灯珠也会遭到一点影响。

内容提示：一种新型可调光调色LED燈具led灯驱动电源芯片设计方案

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