开关电源厂家西盟电气 西盟电气专业生产:开关电源LED开关电源工控开关电源防水开关电源大功率开关电源直流开关电源
欢迎免费来电咨询:0577-62657919 开关电源专业供应商!
导航菜单
S单组输出系列
D双组输出系列
T三组输出系列
Q四组输出系列
AS小体积系列
SMV防水系列
DR导轨式系列
SMFY防雨系列
SML LED系列
SMA驱动恒流系列
DC直流电源系列
监控电源系列
新闻中心
解析LED驱动电源的制
2016年马来西亚机电工
第16届中国哈尔滨国际
分析Led灯条要如何选
COOLMOS器件在开关电
聊聊什么时候用线性电
Power Integrations推
连接器设计四部曲 解
行业知识
详解如何设计高压直流
探讨开关电源在LED显
讲解MOS管开关电路设
分析开关电源AC和DC的
解析如何测试数字开关
探讨如何设计新型高功
详解开关电源中开关管
谈谈如何测试开关电源
7×24小时全天服务热线
开关电源新闻   您当前的位置:浙江西盟电子科技有限公司 > 开关电源新闻 >
解析LED驱动电源的制作流程
来源:开关电源  时间:2016-06-01 10:19 浏览:

    LED日光灯电源的设计和制作方法

  我是做开关电源的,原来做过适配器,充电器,铁壳开关电源。后来做LED电源,最初是做些1W,3W的大功率LED驱动器,但后来做的少了。原因很简单,没有市场。我我做的开关电源里面,有一个集成MOS的开关电源芯片,还有一个变压器。这二者的成本就是放在那里的,当然性能也是放在那里的。但我相信,最终小功率LED恒流驱动器会将阻容降压电源淘汰掉。因为消费者会慢慢趋于理性,一个阻容降压电源做出来的灯具,几乎是没有什么实用价值的,只能当个摆设和玩具,如果LED真的进入了通用照明领域,阻容降压电源根本无法胜任。我可以料到将来的情况会是,随着LED性能的提高,价格的降低,电源成本也将会成为LED灯具成本的相当重要的一部分。真正的灯具,阻容降压根本不能胜任。阻容降压电源大行其道,只是一个过渡,最终还是恒流型电源为正宗。

 

  我目前还是看好小功率的LED灯具。小功率LED灯,目前主要是光衰太大,价格也不够理想。但现在用于普通照明还是比大功率有优势。我认为小功率LED灯具进入通用照明领域,和节能灯一较高下,会是五年之内的事。而大功率LED进入通用照明,则肯定是五年以外的事。所以现在我专注于小功率LED的研发和制作。我注意到现在小功率LED应用于通用照明的灯具主要有LED台灯,LED蜂窝灯,还有LED日光灯。尤其是LED日光灯,从07年下半年开始,很多人开始研发,可以说热的不得了。基本上现在找我的人里十个有八个都是做这个的,所以我也做就开始做LED日光灯的电源,做了一段时间,所以在此说一下这种电源的研发和制作的大致方法和原则。个人所体会到的吧。

 

  关于外形

 

  现在LED日光灯电源,做灯的厂家普遍要求放在灯管内,如放T8灯管内。很少一部分外置。不知道为什么都要这样。其实内置电源又难做,性能也不好。但不知为什么还有这么多人这样要求。可能都是随风倒吧。外置电源应该说是更科学,更方便才对。但我也不得不随风倒,客户要什么,我就做什么。但做内

 

  置电源,有相当难度哦。因为外置的电源,形状基本没有要求,想做多大做多大,想做成什么形状也没关系。内置电源,只能做成两种,一种是用的最多的,就是说放在灯板下面,上面放灯板,下面是电源,这样就要求电源做的很薄,不然装不进。而且这样只能把元件倒下,电源上的线路也只有加长。我认为这样不是个好办法。不过大家普遍喜欢这样搞。我就搞。还有就是用的少一些,放两端的,即放在灯管两头,这样好做些,成本也低些。我也有做过,基本就是这两种内置形状了。

 

  关于此种电源的要求和电路结构的问题

 

  我的看法是,因为电源要内置在灯里,而发热是LED光衰最大的杀手,所以发热一定要小,就是效率一定得高。当然得有高效率的电源。对于T8一米二长的那种灯,最好是不要用一支电源,而是用二支,两端各一只,将热量分散。从而不使热量集中在一个地方。电源的效率主要取决于电路的结构和所用的器件。先说电路结构,有些人还说要隔离电源,我想绝对是没必要的,因为这种东西本来就是置于灯体内部,人根本摸不到。没必要隔离,因为隔离电源的效率比不隔离效率要低,第二是,最好输出要高电压小电流,这样的电源才能把效率做高。现在普遍用到的是,BUCK电路,即降压式电路。最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,最好是三串,每串四十只,电压就是一百三十伏,电流60MA.这种电源用的很多,本人只是认为有一点不好,如果开关管失控通咱,LED会玩完。现在LED这么贵。我比较看好升压式电路,此种电路的好处,我反复的说过,一是效率较降压式的高些,二是电源坏了,LED灯不会坏。这样能确保万无一失,如果烧坏一个电源,只是损失几块钱,烧一个LED日光灯,就会赔掉上百元的成本。所以我一直首推还是升压式的电源。还有就是,升压式电路,很容易把PF值作高,降压式的就麻烦一些。我绝对升压式电路用于LED日光灯的好处还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,负载范围比较窄,一般只能适用于100140个一串或两串LED,对于少于此数的,或是夹在中间的,却用起来不方便。不过现在做LED日光灯的,一般60CM长那种都是用100140,一米二的那种,一般就是用二百到二百六那样,使用起来还是可以的。所以现在LED日光灯一般使用的是不隔离降压电路,还有不隔离升压电路,此种电路用于LED日光灯,应该可以算是本人首创。

 

  关于高PFLED日光灯电源,大电流的LED日光灯电源的看法:

 

  个人认为这些做法有很多时候实在是舍本逐末而已。现在先请问一下LED相对于传统灯具的优势在哪,第一,节能,第二长寿,然后是不怕开关,对吧。但是现在使用的高PF的方法,均是使用无源填谷PF电路,由原来的驱动方式,即48串,6并改为,2412并,这样的话,在220V情况下,效率会降下五个百分点左右,于是LED日光灯电源,发热量更高了,灯珠也会受到一点影响。

 

  还有一个问题,就是,2412并的做法,会让LED日光灯灯珠的布线变的很难受,不好布线了。我看,最好的方式还是48串一串方式好,主要是效率高,发热小,而且布线容易,不复杂。

 

  更有甚者,现在还有人提出什么24并,12串,这种方式只适合用于隔离电源,不隔离电源根本不适用。更有些不懂电源常识的人觉得自己非隔离电源做到恒流600MA输出就好牛比了,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。倍受鼓励,接着谈。

 

  两种恒流控制方式

 

  下面要说的是,两种恒流控制模式的开关电源,从而产生两种做法。这两种做法,无论是原理,还是器件应用,还是性能差别,相当都较大。

 

  首先说原理。第一种以现在恒流型LED专用IC为代表,主要如9910系列,AMC7150,凡是现在打LED恒流驱动IC的牌子基本都是这种,且叫他恒流IC型的吧。但我认为这种所谓恒流IC做恒流,效果却不怎么好。其控制原理相对来说较简单,就是在电源工作的原边回路,设定一个电流阀值,当原边MOS导通,此时电感的电流是线性上升的,当上升到一定值的时候,达到这个阀值,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,我们知道,当电感量不同的时候,原边电流的形状是不同的,虽然有相同的峰值,但电流平均值不同。因此,象这种电源一般就是批量生产时,恒流大小的一致性不太好控制。还有就是此种电源有一个特点,一般是输出电流是梯形的,即波动式电流,输出一般是不用电解平滑的,这也是一个问题,如果电流峰值过大,会对LED产生影响。如果电源的输出级没有并电解来平滑电流的那种电源,基本上都属此类。即判断是否是这种控制方式,就看其输出有没有并上电解滤波了。这种恒流我原来一直叫其为假恒流,因为其本质就是一种限流,并不是经过运放比较,而得到的恒流值。

 

  第二种恒流方式,应该可以叫做开关电源式的。这种控制方式和开关电源的恒压控制方式相似。大家都知道用TL431做恒压吧,因为其内部有一个2.5伏的基准,然后用电阻分压方式。当输出电压高一点的时候,或低一点的时候,就产生一个比较电压,经过放大,去控制PWM信号,所以此种控制方式可以很精确的控制电压。这种控制方式,需要一个基准,还需要一只运放,如果基准够准,运放放大倍数够大,那么就定的很准。同样的,做恒流,就是需要一个恒流基准,一个运放,用电阻过流检测,作为信号,然后用这个信号放大,去控制PWM,可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,这样的也可以,可都不高,最好的是用运放加TL431当基准,但电路复杂。但这样做的恒流电源,恒流精确度还是好控制的多。而这种模式控制的恒流,其输出一定得加电解滤波,所以输出电源是平滑直流,不是脉动的,脉 动的话就没法取样了。所以要判定是哪种只要看其输出是否有电解就行了。

 

  两种恒流控制模式决定了使用两类不同的器件,一是从而决定了两种电路器件使用不同,性能的不同,成本亦不同。

 

  以9910系列为代表的恒流型控制IC做的LED电源,实际是限流,控制较简单,严格的说起来,其不属于开关电源控制的主流模式,开关电源控制的主流模式是一定要有基准和运放的。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。但因为是只用于LED,所以现在价格较高。基本就是使用9910MOS管制作,输出无电解,一般我看很多人就是用工字电感做功率转换电感的。这种电源,一般厂家的芯片资料上有出图,基本都是降压式。我也不多说了,精于此道的人比我多的多。

 

  二是以我为代表的,即是开关电源控制模式的恒流驱动器。这种,就是以普通的开关电源芯片为核心转换器件,这种芯片很多,如PITNY系列,TOP系列,STVIPER12,VIPER22,仙童的FSD200等,甚至只用三极管或是MOS管的RCC等,都可以做。好处是成本低,可靠性也不错。因为普通的开关电源芯片不但价格好,而且都是经过大量使用的经典产品。象这种IC其实一般集成了MOS管,比9910外加MOS方便,但控制方式复杂一些,需要外加恒流控制器件,可以用三极管,或是运放。磁性元件可以用工字电感,亦可用带气隙的高频变压器。

 

  我爱用变压器,因为电感的成本虽然很低,但我觉得其带负载能力不行,再者调节感量也不灵活。所以我觉得比较好的器件选择是,普通的集成MOS的开关电源芯片加高频变压器,从性能,成本上,都是最理想的选择,不需要去用什么恒流IC,那种东西,又不好用,又贵。

 

  最后说一下,区别这两种电源,一个最重要的方法,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,还是运放控制的恒流电源,都要解决供电问题。即开关电源芯片工作 的时候是需要一个相对稳定的直流电压为其芯片供电的,芯片的工作电流从一个MA到几个MA不等。有一种象FSD200,NCP1012,HV9910,此种芯片是高压自馈电的,用起来是方便,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,只要稍有一点电流,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,损失零点几瓦一下就可以将电源的效率拉下几个点。还有就是典型象QX9910.,用电阻下拉取电,这样,损耗就在电阻上,大约也得损失它零点几瓦吧。还有就是磁耦合,就是用变压器,在主功率线圈上加一个绕组,就象反激电源的辅助绕组一样,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离电源还要用变压器的原因之一,就是为了避免损失那零点几瓦的功率,将效率提几个点。

 

    不隔离型降压式电源设计方法概论

 

  非隔离降压型是现在普遍使用的电源结构,其几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为不隔离电源只有降压型一种,一说不隔离,就想到降压型,就想到说对灯不安全-指电源损坏后。其实降压型只是一种,还有两种基本结构,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,有这种好处。

 

  降压式电源也有其好处,主要第一点,适合用于220,但不适用于110,因为110V本来电压就低,一降就更低了,那样输出的电流大,电压低,效率做不太高。

 

  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,这样即可实现高压小电流输出,效率可以做高。一般用MOS做开关管,做这种规格的电源,我的经验是,可以做到百分之九十那样差不多,再往上也困难。原因很简单,芯片一般自损会有零点五W到一W,而日光灯管电源不过就是十W左右。所以不可能再往上走。现在电源效率这个东西很虚,很多人都是吹,实际根本达不到。常见有些人说什么3W的电源效率做到百分之八十五了,而且还是隔离型的。

 

  告诉大家,即便是跳频模式的,空载功耗最小,也要0.3W,还什么输出3W低压,能到百分之八十五,其实有百分之七十算很好了,反正现在很多人吹牛不打草稿,可以忽悠住外行,不过现在做LED的懂电源的也不多。

 

  我说过,要效率高,首先就要做非隔离的,然后输出规格还要高压小电流,可以省去功率元件的导通损耗,所以象这种LED电源的主要损耗,一就是芯片自有损耗,这个损耗一般有零点几W到一W的样子,还有一个就是开关损耗了,用MOS做开关管可以显着减小这个损耗,用三极管开关损耗就大很多。所以尽量不要用三极管。还有就是做小电源,最好不要太省,不要用RCC,因为RCC电路一般的厂家根本做不好质量,其实现在芯片也便宜,普通的开关电源芯片,集成MOS管的,最多不过两元钱,没必要省那么一点点,RCC只省点材料费,实际上加工返修等费用更高,到头到反而得不偿失的那样。

 

  降压式电源的基本结构就是将电感和负载串入300V高压中,开关管开关的时候,负载即实现了低于300V的电压,具体的电路很多,网上也很多,我也不画图再说了。现在9910,还有一般的市场上的恒流IC基本都是用这种电词迪值摹5庵值缏肪褪强毓芑鞔┑氖焙颍LED灯板就玩完,这应该算是最不好的地方了。因为当开关管击穿的时候,整个300V的电压就加在灯板上,本来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肯定要烧掉。所以很多人说非隔离的不安全,其实就是说降压的,只是因为一般非隔离的绝大多数是降压的,所以认为非隔离的损坏一定要坏LED.其实另外两种基本的非隔离结构,电源损坏,不会影响LED的。

 

  降压式电源要设计成高压小电流,效率才能高,细说一下,为什么?因为高压小电流,可以让开关管电流的脉宽大一些,这样峰值电流就小一些,还有就是,对电感的损耗也小一些,通过电路结构就可以知道,电路不方便画。

 

 

  • 上一篇:2016年马来西亚机电工程展(ASEAN M&E SHOW)
  • 下一篇:没有了
  •