告別暴利時(shí)代 揭秘LED燈管電源設(shè)計(jì)

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(yán)格的說起來，其不屬于開關(guān)電源控制的主流模式，開關(guān)電源控制的主流模式是一定要有基準(zhǔn)和運(yùn)放的.但這種IC出來就只能用于LED，很難用于其它的東西，只是因?yàn)長(zhǎng)ED對(duì)紋波要求極低。但因?yàn)槭侵挥糜贚ED，所以現(xiàn)在價(jià)格較高.基本就是使用9910加MOS管制作，輸出無電解，一般我看很多人就是用工字電感做功率轉(zhuǎn)換電感的.這種電源，一般廠家的芯片資料上有出圖，基本都是降壓式.我也不多說了，精于此道的人比我多的多。

　　二是以我為代表的，即是開關(guān)電源控制模式的恒流驅(qū)動(dòng)器。這種，就是以普通的開關(guān)電源芯片為核心轉(zhuǎn)換器件，這種芯片很多，如PI的TNY系列，TOP系列，ST的VIPER12，VIPER22，仙童的FSD200等，甚至只用三極管或是MOS管的RCC等，都可以做.好處是成本低，可靠性也不錯(cuò)。因?yàn)槠胀ǖ拈_關(guān)電源芯片不但價(jià)格好，而且都是經(jīng)過大量使用的經(jīng)典產(chǎn)品。象這種IC其實(shí)一般集成了MOS管，比9910外加MOS方便，但控制方式復(fù)雜一些，需要外加恒流控制器件，可以用三極管，或是運(yùn)放.磁性元件可以用工字電感，亦可用帶氣隙的高頻變壓器。

　　我愛用變壓器，因?yàn)殡姼械某杀倦m然很低，但我覺得其帶負(fù)載能力不行，再者調(diào)節(jié)感量也不靈活。所以我覺得比較好的器件選擇是，普通的集成MOS的開關(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，那種東西，又不好用，又貴。

　　最后說一下，區(qū)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)于供電問題

　　不管是做限流型恒流控制的電源，還是運(yùn)放控制的恒流電源，都要解決供電問題.即開關(guān)電源芯片工作 的時(shí)候是需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)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。有一種象FSD200，NCP1012，和HV9910，此種芯片是高壓自饋電的，用起來是方便，但高壓饋電，造成IC熱量的上升，因?yàn)镮C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電源不過十瓦左右，損失零點(diǎn)幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個(gè)點(diǎn).還有就是典型象QX9910.，用電阻下拉取電，這樣，損耗就在電阻上，大約也得損失它零點(diǎn)幾瓦吧。還有就是磁耦合，就是用變壓器，在主功率線圈上加一個(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)。

　　不隔離型降壓式電源設(shè)計(jì)方法概論

　　非隔離降壓型是現(xiàn)在普遍使用的電源結(jié)構(gòu)，其幾乎占了日光燈電源百分之九十以上.很多人都以為不隔離電源只有降壓型一種，一說不隔離，就想到降壓型，就想到說對(duì)燈不安全-指電源損壞后.其實(shí)降壓型只是一種，還有兩種基本結(jié)構(gòu)，即升壓，和升降壓，即BOOST AND BUCK-BOOST，后兩種電源即使損壞.不會(huì)影響到LED，有這種好處。

　　現(xiàn)在LED日光燈電源，做燈的廠家普遍要求放在燈管內(nèi)，如放T8燈管內(nèi).很少一部分外置.不知道為什么都要這樣.其實(shí)內(nèi)置電源又難做，性能也不好。但不知為什么還有這么多人這樣要求.可能都是隨風(fēng)倒吧.外置電源應(yīng)該說是更科學(xué)，更方便才對(duì).但我也不得不隨風(fēng)倒，客戶要什么，我就做什么.但做內(nèi)置電源，有相當(dāng)難度哦.因?yàn)橥庵玫碾娫?，形狀基本沒有要求，想做多大做多大，想做成什么形狀也沒關(guān)系。內(nèi)置電源，只能做成兩種，一種是用的最多的，就是說放在燈板下面，上面放燈板。

　　下面是電源，這樣就要求電源做的很薄，不然裝不進(jìn).而且這樣只能把元件倒下，電源上的線路也只有加長(zhǎng)。我認(rèn)為這樣不是個(gè)好辦法.不過大家普遍喜歡這樣搞.我就搞.還有就是用的少一些，放兩端的，即放在燈管兩頭，這樣好做些，成本也低些.我也有做過，基本就是這兩種內(nèi)置形狀了。

　　關(guān)于此種電源的要求和電路結(jié)構(gòu)的問題

　　我的看法是，因?yàn)殡娫匆獌?nèi)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(dāng)然得有高效率的電源。對(duì)于T8一米二長(zhǎng)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(jié)構(gòu)和所用的器件.先說電路結(jié)構(gòu)，有些人還說要隔離電源，我想絕對(duì)是沒必要的，因?yàn)檫@種東西本來就是置于燈體內(nèi)部，人根本摸不到.沒必要隔離，因?yàn)楦綦x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.現(xiàn)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(qū)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(rèn)為有一點(diǎn)不好，如果開關(guān)管失控通咱，LED會(huì)玩完.現(xiàn)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(fù)的說過，一是效率較降壓式的高些，二是電源壞了，LED燈不會(huì)壞.這樣能確保萬無一失，如果燒壞一個(gè)電源，只是損失幾塊錢，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(duì)升壓式電路用于LED日光燈的好處還是有壓倒性的強(qiáng)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(fù)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(duì)于少于此數(shù)的，或是夾在中間的，卻用起來不方便.不過現(xiàn)在做LED日光燈的，一般60CM長(zhǎng)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，使用起來還是可以的.所以現(xiàn)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，此種電路用于LED日光燈，應(yīng)該可以算是本人首創(chuàng)。

　　個(gè)人認(rèn)為這些做法有很多時(shí)候?qū)嵲谑巧岜局鹉┒选，F(xiàn)在先請(qǐng)問一下LED相對(duì)于傳統(tǒng)燈具的優(yōu)勢(shì)在哪，第一，節(jié)能，第二長(zhǎng)壽，然后是不怕開關(guān)，對(duì)吧.但是現(xiàn)在使用的高PF的方法，均是使用無源填谷PF電路，由原來的驅(qū)動(dòng)方式，即48串，6并改為，24串12并，這樣的話，在220V情況下，效率會(huì)降下五個(gè)百分點(diǎn)左右，于是LED日光燈電源，發(fā)熱量更高了，燈珠也會(huì)受到一點(diǎn)影響。

　　還有一個(gè)問題，就是，24串12并的做法，會(huì)讓LED日光燈燈珠的布線變的很難受，不好布線了.我看，最好的方式還是48串一串方式好，主要是效率高，發(fā)熱小，而且布線容易，不復(fù)雜。

　　更有甚者，現(xiàn)在還有人提出什么24并，12串，這種方式只適合用于隔離電源，不隔離電源根本不適用。更有些不懂電源常識(shí)的人覺得自己非隔離電源做到恒流600MA輸出就好牛比了，其實(shí)他都沒有自己仔細(xì)的放在燈管里試過，象這種不熱爆了才怪。所以說，現(xiàn)在搞什么低壓大電流做LED日光燈電源，實(shí)是舍本求末的做法。

　　兩種恒流控制方式

　　下面要說的是，兩種恒流控制模式的開關(guān)電源，從而產(chǎn)生兩種做法。這兩種做法，無論是原理，還是器件應(yīng)用，還是性能差別，相當(dāng)都較大。

首先說原理.第一種以現(xiàn)在恒流型LED專用IC為代表，主要如9910系列，AMC7150，凡是現(xiàn)在打LED恒流驅(qū)動(dòng)IC的牌子基本都是這種，且叫他恒流IC型的吧.但我認(rèn)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(duì)來說較簡(jiǎn)單，就是在電源工作的原邊回路，設(shè)定一個(gè)電流閥值，當(dāng)原邊MOS導(dǎo)通，此時(shí)電感的電流是線性上升的，當(dāng)上升到一定值的時(shí)候，達(dá)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(dǎo)通.其實(shí)此種恒流應(yīng)該是一種限流，我們知道，當(dāng)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)問題，如果電流峰值過大，會(huì)對(duì)LED產(chǎn)生影響。如果電源的輸出級(jí)沒有并電解來平滑電流的那種電源，基本上都屬此類.即判斷是否是這種控制方式，就看其輸出有沒有并上電解濾波了.這種恒流我原來一直叫其為假恒流，因?yàn)槠浔举|(zhì)就是一種限流，并不是經(jīng)過運(yùn)放比較，而得到的恒流值。第二種恒流方式，應(yīng)該可以叫做開關(guān)電源式的.這種控制方式和開關(guān)電源的恒壓控制方式相似。大家都知道用TL431做恒壓吧，因?yàn)槠鋬?nèi)部有一個(gè)2.5伏的基準(zhǔn)，然后用電阻分壓方式。當(dāng)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)過放大，去控制PWM信號(hào)，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(zhǔn)，還需要一只運(yùn)放，如果基準(zhǔn)夠準(zhǔn)，運(yùn)放放大倍數(shù)夠大，那么就定的很準(zhǔn).同樣的，做恒流，就是需要一個(gè)恒流基準(zhǔn)，一個(gè)運(yùn)放，用電阻過流檢測(cè)，作為信號(hào)，然后用這個(gè)信號(hào)放大，去控制PWM