LED照明電源電路設(shè)計(jì)問答精粹

1、照明電源電路設(shè)計(jì)問答精粹驅(qū)動方案選型討論 1. 驅(qū)動特點(diǎn)與選擇 網(wǎng)友提問：驅(qū)動必須用專用驅(qū)動嗎？與普通相比有何優(yōu)缺點(diǎn)呢？ 專家回復(fù)：驅(qū)動專用的優(yōu)點(diǎn)是寬、輸出電流大、恒流精度高、采用抖頻可有效降低。 驅(qū)動用恒流源主要是保證在發(fā)光的工作時間段光線亮度一致、 不閃爍。 低價手機(jī)用來驅(qū)動背 光的也是常用的， 只是電源的利用率不高， 好在大多手機(jī)設(shè)計(jì)鋰電池電壓降致 3.3V 時關(guān)機(jī)。 照明燈具用來驅(qū)動就不是好方法了，不能恒流。 網(wǎng)友提問：那么國產(chǎn)和外國驅(qū)動又該怎樣選擇？ 專家回復(fù)： 驅(qū)動很多，性價比各不相同， 關(guān)鍵看設(shè)計(jì)產(chǎn)品的目標(biāo)價位是多少，如求競爭能力 和較多利潤，本土產(chǎn)品也不錯。2. 驅(qū)動電源選擇和

2、設(shè)計(jì)問題 網(wǎng)友提問：選擇和設(shè)計(jì)驅(qū)動電源時要考慮哪些問題 專家回復(fù)： 驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器， 通常情 況下：驅(qū)動電源的輸入包括市電、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流等。而驅(qū)動電源的輸 出則大多數(shù)為可隨正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和驅(qū)動電源的特性要求，在選擇和設(shè)計(jì)驅(qū)動電源時要考慮以下問題。a. 高可靠性 特別像路燈的驅(qū)動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。b. 高效率 電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小， 也就降低了燈具的溫升。 對延緩的光衰有利。c. 驅(qū)動方式 現(xiàn)在通行的有兩種： 其一是一個恒壓源供多個恒

3、流源，每個恒流源單獨(dú)給每路 供電。 另一種是直接恒流供電， 串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。 怎樣選擇啟動方式要根據(jù)實(shí)際需要。 多路 恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。d. 浪涌保護(hù)抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷 擊的感應(yīng)， 從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌， 有些浪涌會導(dǎo)致的損壞。 因此驅(qū)動電源要有抑制浪 涌的侵入，保護(hù)不被損壞的能力。e. 其他要素，如，提高電源功率因數(shù)；增加溫度負(fù)反饋功能；外部防護(hù)方面，要防水、防 潮，外殼要耐曬；驅(qū)動電源的壽命要與的壽命相適配；要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。3. 驅(qū)動發(fā)展方向 專家講解： 照明用 驅(qū)動發(fā)展方向 光

4、源是一種長壽命光源， 理論壽命可達(dá) 50000 小時， 但是應(yīng)用電路設(shè)計(jì)不合理、 電路元器件 選用不當(dāng)、 光源散熱不好，都會影響它的使用壽命。特別是在應(yīng)用電路里，作為整流橋的輸出濾波器的電解電容器，它的使用壽命在5000 小時以下，這就成了制造長壽命燈具技術(shù)的攔路虎，設(shè)計(jì)生產(chǎn)可以在應(yīng)用電路里省去電解電容器的新一代驅(qū)動是可行的解決方案.此外， 對新一代驅(qū)動的設(shè)計(jì)必須打破傳統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念，如采用恒功率、 不采用磁滯控制的降壓型而采用定頻定電流控制、 解決使用鹵素?zé)綦娮幼儔浩魉a(chǎn)生的燈源閃爍和多燈 并聯(lián)不亮問題等等；還必須解決驅(qū)動在多種應(yīng)用電路中能過、安規(guī)、等認(rèn)證；應(yīng)用電路力 求簡潔、 使用元

5、器件少也是客戶降低成本所夢寐以求， 和市場競爭所必須的； 隔離與非隔離 的應(yīng)用歷來是商家在安全與效率之爭焦點(diǎn)；提高控制器的占空比等等。0.53W 的光源與 驅(qū)動 集成在一個封裝內(nèi)的新一代芯片已經(jīng)小批量生產(chǎn)， 顯示 驅(qū)動 正在向 高度集成化的多芯片封裝方向發(fā)展； 可用交流電（） 直接驅(qū)動發(fā)光的新一代、 特殊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 光源生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，將開創(chuàng)照明技術(shù)的又一新紀(jì)元。4. 隔離型與非隔離型驅(qū)動方案比較網(wǎng)友提問： 目前在以市電為輸入電源的驅(qū)動方案中， 隔離型與非隔離型兩種驅(qū)動方案相比較 各自有何優(yōu)缺點(diǎn)？如何選用專家回復(fù)： 總的來說，隔離型驅(qū)動安全但效率較低，非隔離型驅(qū)動效率較高，應(yīng)按實(shí)際使用 的要

6、求來選隔離型還是非隔離型驅(qū)動。就電路結(jié)構(gòu)而言： 目前的隔離型方案多是的反激式 （） 電路方案， 因此相對電路較復(fù)雜、 成本 較高。非隔離型基本是采用的升壓（）或降壓（）電路，則相對電路較簡單，因而成本也相 對較低。恒流精度：隔離型可以做到± 5%以內(nèi)，而非隔離型則很難做到。 在應(yīng)用領(lǐng)域：目前在以市電為輸入電源的燈具中（特別是驅(qū)動與光源一體的燈具），本著安全第一的原則， 基本已不再采用非隔離型方案。 但也有例外， 日光燈管由于受到結(jié)構(gòu)和空間 的制約，仍還用非隔離型方案。 在低壓供電的燈具中，以效率和成本優(yōu)先的原則，非隔離型方案是最佳的選擇。5. 直接驅(qū)動的技術(shù)網(wǎng)友提問： 用直接驅(qū)動的技

7、術(shù)是怎么回事？專家回復(fù)： 光源是將一堆微小晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝均分為五串， 晶粒串組成類 似一個整流橋， 整流橋的兩端分別聯(lián)接交流電源， 另兩端聯(lián)接一串晶粒， 交流電的正半周沿 藍(lán)色通路流動， 3 串晶粒發(fā)光，負(fù)半周沿綠色通路流動，又有 3 串晶粒發(fā)光，四個橋臂上的 晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的晶粒同時發(fā)光，中間一串晶粒因共用而一直在發(fā)光。在 60 的 交流電中會以每秒 60 次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動直流，的發(fā)光也是閃動 的，有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點(diǎn)記憶是有惰性的，結(jié) 果人眼對光源的發(fā)光 +余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。有一半時間在工作

8、，有一半時間 在休息，因而發(fā)熱得以減少40-20%。因此 的使用壽命較 長。成熟的產(chǎn)品如首爾用于110C的3201、3211和用于220V的3221、3231。工程師驅(qū)動電路設(shè)計(jì)問題解答1. 驅(qū)動電路工作原理 網(wǎng)友提問：這份驅(qū)動電路中各元件分別起什么作用？是如何工作的？專家回復(fù)：上圖是驅(qū)動 3顆1W白光的電原理圖，它是 1224V電壓范圍里交直流兩用的。D14組成整流橋，這個橋有兩個功能，在輸入是交流電源的時候，把交流整流成直流；在輸 入是直流電源的時候， 起極性轉(zhuǎn)換作用， 無論輸入電源的極性如何， 都能保證電路正常工作。 是濾波電容，把脈沖直流變換成平滑的直流。是取樣電阻，它決定恒流源的絕對

9、精度。 L是整流電感，把100的脈沖電流變換成三角波電流，L的電感量會影響工作電壓范圍內(nèi)恒流源的穩(wěn)定性。D5 是續(xù)流二極管，在晶片內(nèi)部管處于截止?fàn)顟B(tài)時為儲存在電感中的電流提供放電回路。由 于工作在高頻脈沖狀態(tài)，D5應(yīng)選用正向壓降小，恢復(fù)速度快的肖特基二極體。芯片的端可外接脈沖或直流電壓調(diào)光，也可以接熱敏電阻作輔助溫度控制和自動亮度控制。 如果不用這些功能，端懸空。2. 日光燈明暗不均如何解決？網(wǎng)友提問： 23 串12并，恒流電源， 線路板上有明顯的明暗不均現(xiàn)象， 測得電壓在 3.02-3.08 之間，單顆燈試 ,3.1v 時暗區(qū)的電流為 10-15 亮區(qū)在 20左右 ，請教這是怎么回事？ 專家

10、回復(fù)： 可能是布線不好，活著鋁基板有漏電， 可用分段割斷的方法來尋找，只是比較費(fèi) 時罷了。0.06W的光源，理論工作電流是20, 般做燈具為防早衰，可設(shè)計(jì)在15-18。3. 恒流驅(qū)動芯片設(shè)計(jì)日光燈電源問題網(wǎng)友提問：最近在用一款恒流驅(qū)動芯片做日光燈電源 , 出現(xiàn)以下問題 :a,恒流源不恒流，在輸入80250V電壓變化過程中，電流先增大，后減小，且變化范圍比較大， 電感換過很多個 （ 電感都是自制 , 從 5003）, 問題依舊b，使用的管是5N5001,測試兩端電壓，在輸入150V左右時，數(shù)字萬用表開始亂跳 專家回復(fù)：a. 驅(qū)動組成的日光燈電源方案在小范圍變化時，對于固定負(fù)載是恒流的。當(dāng)大幅度變

11、化時它需要有一個響應(yīng)時間, 當(dāng)線路設(shè)計(jì)不好或板設(shè)計(jì)不好時, 應(yīng)當(dāng)在變化時, 也會有一定的變 化。b. 用數(shù)字萬用表測試電壓是不合理的 ， 如果想看該電壓該用示波器看。4. 閃爍問題 網(wǎng)友提問：驅(qū)動鹵素?zé)舻臅r候降低電壓,鹵素?zé)袅炼冉档?沒其他變化。驅(qū)動時降低電壓, 在一定程度上會發(fā)生閃爍。為什么呢？專家回復(fù)： 鹵素?zé)羰羌冸娮柝?fù)載, 因此鹵素?zé)綦娮幼儔浩髋c其配合能很好的工作。 而燈具是 容性阻抗 +感性阻抗的負(fù)載,鹵素?zé)綦娮幼儔浩鹘邮軣糌?fù)載時它輸出的能力會大大下降,表 現(xiàn)為輸出電壓由12V驟降至7V，如是8V啟動的驅(qū)動即進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)，此時鹵素?zé)綦娮?變壓器輸出電壓又升至 12V，如此周而復(fù)始，

12、使你見到燈在閃爍。解決方案是選用啟動電壓低于 6V 的驅(qū)動。5. 水下燈應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？ 網(wǎng)友提問：水下燈應(yīng)該如何設(shè)計(jì)？有哪些問題要注意？燈珠炸是不是由沖擊電流造成的？如 何解決？專家回復(fù)：從安全的角度來說 , 水下燈要求采用低壓隔離供電，盡可能使用國際通用的 36V 以下電源，因此 24V、12V 都是可選用的標(biāo)準(zhǔn)電源。長距離送電會造成電壓下降，可增加銅線直徑來補(bǔ)償。此外， 在線間傳輸比在線間傳輸損 耗要小。水底燈大多采用 24V安全電源，因此完全可以選用 6-30V、1.2A，系統(tǒng)應(yīng)用零部件很少的 4115 來做驅(qū)動電源， 它用四個肖特基二極管做整流橋， 一個濾波儲能電容器、 一個輸出電流設(shè)

13、定 電阻、一個續(xù)流肖特基二極管和一個續(xù)流電感器。電網(wǎng)載荷瞬時突變會引起電流浪涌，可在電路上加保護(hù)器件來有效抑制。早期的9910都有“炸燈珠”毛病，需要靠應(yīng)用電路來改進(jìn)。6. 亮度不均問題網(wǎng)友提問：要做一款60W功率太陽能路燈，用兩個12V的電池組串聯(lián)儲存太陽能（單個電池組 放電電壓在 10.8-15V 左右）, 路燈的供電電壓在 21.6-30V 之間. 計(jì)劃采用用 2個分別可以驅(qū) 動30W的驅(qū)動單元，采用兩個6串5并的方式.驅(qū)動器選擇可調(diào)光的芯片但是實(shí)際出現(xiàn)亮度 不均問題，該問題怎么解決 ?專家回復(fù)：這是一個很典型的錯誤設(shè)計(jì)。 電路僅僅在串的正向電壓低于電池電壓時才能采用， 而且必須要預(yù)留一

14、定的電壓富余量， 否則即便進(jìn)入 100%占空比狀態(tài)也不能得到設(shè)定的電流。 其他建議者建議使用某種品牌的器件， 可是我們知道架構(gòu)的選擇和品牌是沒有關(guān)系的， 這就 像物理學(xué)的基本定律的正確與否與其提出者的國籍沒有關(guān)系一樣。此設(shè)計(jì)的正確選擇是采用架構(gòu)。架構(gòu)的最佳應(yīng)用條件是輸出電壓在輸入電壓的變化范圍之 內(nèi)，但超出范圍以外時也一樣可用，可以稱為全能型架構(gòu)。關(guān)于中國產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失的探討總結(jié)話題：深圳 42 家產(chǎn)學(xué)研重點(diǎn)單位共同簽署標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟協(xié)議，標(biāo)志著深圳產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)工作啟動。 然而有人懷疑，因?yàn)橹袊诩夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)上僅有一個成功案例（ ） ，其它都在集團(tuán)利益斗爭中夭 折或成為怪胎。 圍繞這個話題， 我們展開下對技術(shù)

15、標(biāo)準(zhǔn)的討論， 行業(yè)希望產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟做些 什么？它能做到什么？網(wǎng)友觀點(diǎn)總結(jié)：對于標(biāo)準(zhǔn)對行業(yè)的影響， 行業(yè)人士都持積極態(tài)度， 一位專家認(rèn)為， 這是一個非常積極的舉措。 目前產(chǎn)業(yè)處于“春秋戰(zhàn)國”時代， 無標(biāo)準(zhǔn)的雜亂低級競爭對的發(fā)展是非常不利的。 深圳市政 府高屋建瓴， 簽署標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)盟協(xié)議， 對促進(jìn)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的出臺和占領(lǐng)市場先機(jī)有著里程碑式的戰(zhàn) 略意義！另一位行業(yè)人士也表示：沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 將導(dǎo)致整個產(chǎn)業(yè)良莠不齊，質(zhì)量低劣的產(chǎn) 品會使整個社會對照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不信任，給產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來致命損害。標(biāo)準(zhǔn)由誰來制定網(wǎng)友認(rèn)為， 這一事件表明了民間要求統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的迫切愿望， 能有效鞭策有關(guān)部門加快國家標(biāo) 準(zhǔn)的制定出臺日程表

16、。 網(wǎng)友水手認(rèn)為這一舉措重在象征意義， 標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)當(dāng)由國家出面制定， 要 把全國的技術(shù)資源和市場資源集中起來， 才有可能成功實(shí)施。 網(wǎng)友甚至說， 小打小鬧， 今天 訂個標(biāo)準(zhǔn)，明天就被國標(biāo)推翻。對此觀點(diǎn)，不少網(wǎng)友持反對態(tài)度，網(wǎng)友簡單點(diǎn)說，深圳企業(yè) 數(shù)量占全國 40%，年產(chǎn)值占全國 60%以上， 在此基礎(chǔ)上制定標(biāo)準(zhǔn)對行業(yè)發(fā)揮有好處是肯定的。 網(wǎng)友空中堡壘說， 深圳的標(biāo)準(zhǔn)如果成功的的引導(dǎo)了企業(yè)的話， 那么他也許會從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上升 到國家標(biāo)準(zhǔn)。對此觀點(diǎn)，不少網(wǎng)友持反對態(tài)度，網(wǎng)友簡單點(diǎn)說，深圳企業(yè)數(shù)量占全國40%，年產(chǎn)值占全國60%以上，在此基礎(chǔ)上制定標(biāo)準(zhǔn)對行業(yè)發(fā)揮有好處是肯定的。網(wǎng)友空中堡壘說，深圳的標(biāo)準(zhǔn) 如果成功的的引導(dǎo)了企業(yè)的話，那么他也許會從行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上升到國家標(biāo)準(zhǔn)。中國技術(shù)實(shí)力薄弱，制定標(biāo)準(zhǔn)是否有意義網(wǎng)友認(rèn)為， 我國的產(chǎn)業(yè)在核心即關(guān)鍵技術(shù)上輸給了國際大企業(yè)， 對于本身就處于行業(yè)下游的 中國企業(yè)來講， 無論是深圳還是全中國， 在不利的競爭中， 強(qiáng)行制定自己的“產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”意 義不大。網(wǎng)友說，標(biāo)準(zhǔn)的制定最常見的有兩類，一是有國家強(qiáng)制推行， 另一則是由有實(shí)力的 公司組成聯(lián)盟并且推出實(shí)用暢銷的相關(guān)產(chǎn)品。現(xiàn)在的實(shí)際情況兩者都不是。網(wǎng)友一會兒則指出， 目前， 國內(nèi)沒有核心專利和技術(shù)， 成立聯(lián)盟可以讓引導(dǎo)行業(yè)積極發(fā)展專 利技術(shù)，和時應(yīng)對專利風(fēng)險，另