10年LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工程師的恒流IC使用心得

以前的LED燈具都是用恒壓電源，當(dāng)時(shí)不了解LED的性能，按照廠家給的數(shù)據(jù)每只小燈珠給到20MA，經(jīng)過(guò)我們測(cè)試后，燈珠總是燒掉，才知道廠家的數(shù)據(jù)是不可靠的，我們減小了電流使用。那時(shí)是在2002年，做些MR16小燈泡，廣告牌之類(lèi)的應(yīng)用。我是2007年才開(kāi)始做恒流驅(qū)動(dòng)，什么HV9910，PT4107，PT6901，SN3910，IR的，試驗(yàn)多了，但是最先成功的是QX9910，出過(guò)一些貨，但是QX9910有很多不良品，老化后的產(chǎn)品也不太穩(wěn)定，經(jīng)常有閃燈現(xiàn)象，現(xiàn)在還有一些剩余的做紀(jì)念品了。我認(rèn)為，要想做好驅(qū)動(dòng)，先要找好芯片。

　　當(dāng)初在07年的時(shí)候，恒流IC很難找到，價(jià)格也貴的離奇，一片HV9910要8元，一片IR的 S2540要25元，其實(shí)就是一個(gè)半橋芯片，拿來(lái)唬人，還有什么日本的一些芯片也是拿來(lái)唬人的，其實(shí)就是一般的恒壓IC，我在這些無(wú)聊的芯片上走了很長(zhǎng)時(shí)間的彎路，嚴(yán)重影響了進(jìn)度。

　　HV9910系列產(chǎn)品在第二代IC也很流行，但是技術(shù)原因，高壓直接進(jìn)IC，容易炸機(jī)。后來(lái)出來(lái)了很多仿制品，仿的最好是SMD802，多個(gè)輸出短路保護(hù)，曾被大量采用，隨著更新?lián)Q代，這種IC現(xiàn)在也落伍了。 很多種IC還沒(méi)有正式投產(chǎn)就夭折了。

　　09年推出了BP2808，這種非隔離的IC用了幾年都是長(zhǎng)勝不衰，做1000片也很難壞一個(gè)電源，因?yàn)锽P2808是第三代IC，性能穩(wěn)定，它能輸出30W以上的功率，并可長(zhǎng)期使用，效率更高，輕松95%。 這種驅(qū)動(dòng)芯片都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是EMCT EMI不好過(guò)，經(jīng)大家長(zhǎng)期的探索認(rèn)為在MOS電源輸入端加二個(gè)差模電感就能解決EMC，而EMI的解決辦法是有幾種，有的在MOS管的漏極加個(gè)磁珠，但這種方法加大了損耗來(lái)?yè)Q取的，我的辦法是在漏源極(S-D)用100P以上的陶瓷電容加到上面的，這種方法能有效提高效率，還能控制EMI。

　　晶豐在不斷的進(jìn)取，現(xiàn)在又推出BP3105，在寬電壓的范圍內(nèi)，恒流精度在1%，這樣擊敗了國(guó)內(nèi)外所有的方案公司，國(guó)內(nèi)的第一家調(diào)光恒流IC：BP3109也不錯(cuò)的，它的設(shè)計(jì)是亮度在一定情況下截止，避免了閃亮現(xiàn)象，成本很低。聽(tīng)說(shuō)下半年還有更好的IC推出。

　　BP2808也有仿制的，但是晶豐明源現(xiàn)在已調(diào)整價(jià)格，貴三、二毛還是用原廠的穩(wěn)定，這種仿制的IC在一家供貨樣品時(shí)就出了問(wèn)題，試驗(yàn)四個(gè)燒了二個(gè)燈板，有幾家向我推廣我沒(méi)敢用。

　　但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最便宜的IC是芯聯(lián)的，CL1100原邊控制小功率電源，適應(yīng)燈杯系列產(chǎn)品。芯聯(lián)是靠抄板起家，這樣成本就低，所以賣(mài)的價(jià)格便宜，性能還可以接受，穩(wěn)定性也很好，因此出貨量很大，也是最流行的芯片之一，當(dāng)然該公司也有更大功率的芯片。

　　GR8210，是臺(tái)灣綠達(dá)公司的產(chǎn)品，在試驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)還不錯(cuò)，效率和功率因數(shù)都很好，它是在BP2808的基礎(chǔ)上改進(jìn)了EMC，但是在出貨量大的情況下就不是很理想，里面有10%以上的不良品，另外同樣的串連方式，在并聯(lián)數(shù)量變化時(shí)，電感量也要跟著變換，所以對(duì)電感的要求特高，好處是EMC在內(nèi)部得到控制，容易過(guò)EMC。這種IC的成本較高，到現(xiàn)在也沒(méi)有幾家量產(chǎn)，不宜水土。

　　低壓DC-DC成本最低屬M(fèi)C34063了，一個(gè)芯片只要0.23元，經(jīng)過(guò)使用是3*1W，1*3W做的還不錯(cuò)，電流再大就不好說(shuō)了。

　　這種原邊驅(qū)動(dòng)的電路最早是美國(guó)IWTT公司開(kāi)發(fā)的，公認(rèn)性能是最穩(wěn)定的，成本也不算高，，但是國(guó)內(nèi)相繼仿出了性能相當(dāng)?shù)男酒Ｆ渲蠭W3620要比L6562好用些.

　　國(guó)內(nèi)外還有很多家方案公司，估計(jì)有幾百家，有原創(chuàng)的，也有仿制的，下面還有一些我知道做的不錯(cuò)的。

　　昂寶：OB2203，2263等有一些產(chǎn)品比較好用，但是聽(tīng)說(shuō)有些工程師做的不太成功，偶爾有炸機(jī)現(xiàn)象，但我覺(jué)得這個(gè)芯片還是不錯(cuò)的，做不好不能怪芯片，是技術(shù)沒(méi)達(dá)到。

　　芯朋，士蘭微都是名廠，相繼推出了幾種功能的芯片。很多公司做出了仿L6561和(L6599)半橋芯片，大多數(shù)還是很好用的。

　　這種不隔離的芯片經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后的效率為什么沒(méi)有DEMO的效率高呢？ 不隔離的電源影響效率的元件有哪些？

　　第一：續(xù)流二極管，這個(gè)二極管的內(nèi)阻直接影響到效率，我的萬(wàn)用表二極管擋25℃測(cè)量是400以下，溫度再高時(shí)二極管的內(nèi)阻還要低幾個(gè)點(diǎn)。

　　但是在找二極管時(shí)要費(fèi)勁周折，很多廠家的二極管都不符合要求，價(jià)格有高有低，差一倍，后來(lái)找到了一家價(jià)格低質(zhì)量好的商家，是廠家的柜臺(tái)。

　　電感：電感的磁芯和線徑很主要，別小看這個(gè)元件，它的質(zhì)量也決定成敗，盡量要用體積大一些的，線徑盡量粗，這樣產(chǎn)生的內(nèi)阻會(huì)小，效率才會(huì)高。不要用那些銅包鋁的雜線。

　　MOS管：比如做一個(gè)20W左右的電源，85V時(shí)電流是0.2左右，用個(gè)1N60也就夠了，但是為了提高效率我用的是4N60，這個(gè)芯片要比1N60大幾倍，內(nèi)阻要小的多，發(fā)出的熱量也沒(méi)1N60那么高，但是在采購(gòu)時(shí)要注意一些假冒偽劣產(chǎn)品，先用萬(wàn)用表判斷一下，用二極管擋測(cè)一下DS之間的阻值，4N60的阻值是500左右，如果大于這個(gè)數(shù)字，認(rèn)為是芯片小或不合格的產(chǎn)品。 有時(shí)做20W以上的可以考慮用10N60，這樣效率還會(huì)高些。

　　還有布板工藝，電源的供電離用電部分的距離不能太長(zhǎng)，如果長(zhǎng)了，高頻信號(hào)的損耗會(huì)增加很多，如果線長(zhǎng)了，也要把濾波電解安裝在很近的地方。 布板工藝：

　　在布板時(shí)有干擾是很影響功率的，有的功率做不大，或做大了發(fā)熱嚴(yán)重，干擾信號(hào)在電源波形過(guò)零時(shí)，產(chǎn)生了干擾后會(huì)使電感上的電流不能全部放出，加大取樣電阻后會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。 地線和電源線盡量加粗，有些空閑地方鋪地線，以屏蔽和吸收空間干優(yōu)信號(hào)。

　　這種驅(qū)動(dòng)板必須要用FR-4的波纖板，因?yàn)檫@種板散熱還很好，做板時(shí)要用銅厚1AS以上的，這樣電流走的很流暢。這些都是與效率和可靠性有關(guān)的。

　　其實(shí)我們用的元器件都有些溫度特性，就是在溫度的高低時(shí)，元件本身的參數(shù)會(huì)變化一點(diǎn)，當(dāng)然元件有正溫度和負(fù)溫度系數(shù)的特性，在購(gòu)買(mǎi)一些元件時(shí)，特別是電阻，要問(wèn)廠家，以便在使用時(shí)在電路上的安排。

　　至于LED電源的壽命問(wèn)題，很多人認(rèn)為電解標(biāo)出的壽命就是LED電源的壽命，這種說(shuō)法是沒(méi)有根據(jù)的，一些人在家里看了幾十年的電視，到現(xiàn)在還沒(méi)有壞，電解也沒(méi)有換過(guò)，為什么還能工作呢，回答是電解不會(huì)影響壽命的，前些年的電解最好只能做到2000H，而現(xiàn)在的電解都在2000H以上我們用的都在3000-5000H的電解，我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)把容量加大一些就解決了，廠家的電解是在保證這個(gè)時(shí)間容量的數(shù)據(jù)，電解溶液是一點(diǎn)一點(diǎn)干枯的，到了壽命后期還會(huì)保持一定的容量，一般不會(huì)影響到使用。

　　像老式電子管收音機(jī)的電解確實(shí)不行，三、二年就要換個(gè)新的，那時(shí)的工藝不能和現(xiàn)在來(lái)比，是紙筒和黃蠟封裝，后來(lái)出現(xiàn)了鋁電解，壽命會(huì)長(zhǎng)一些，但也不超過(guò)1000小時(shí)。我認(rèn)為一般的電器壽命不會(huì)小于10年。