LED灯芯片-LED灯恒流驱动芯片详解及LED驱动手艺计划详解-KIA MOS管
信息来历：本站 日期：2018-05-22
1.计划特色
集成高压启动模块，灯具即开即亮，无启动电阻持久操纵老化开路题目
内置高压智能MOS（690V2.5Ω），接纳DIP7封装，凹凸压管脚间隔充沛，防止打火炸机
QR节制形式，下降开关耗损
100kHz任务频次，减少变压器体积
过温调理功效（OTC），抗搅扰力强，多体系不闪灯，灌胶后输入电流不变，恒流精度3%之内
周全智能掩护：输入开/短路掩护、过压/欠压/过流掩护、CS电阻开路掩护等
2.计划简介
双面板工艺，单面元器件，尺寸：49.2mm*20.2mm
输入电压：176~264Vac电压规模
输入功率：24W
输入效力：≥90%
按输入功率分类：
0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。
按输入电压分类：
DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。
按外形布局分类：
PCBA裸板和有外壳的两种。
按宁静布局分类：
断绝和非断绝的两种。
按功率因数分类：
带功率因数校订和不带功率因数。
按防水机能分类：
防水和不防水两种。
按鼓励体例分类：
自激式和它激式。
按电路拓扑分类：
RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。
按转换体例分类：
AC-DC与DC-DC两种。
按输入机能分类：
恒流、恒压与既恒流又恒压三种。
打仗过LED的人都晓得：由于LED正向伏安特征很是陡 图1.1（正向静态电阻很是小），要给LED通俗供电就比拟坚苦。不能像通俗白炽灯一样，间接用电压源供电，不然电压动摇稍增，电流就会增大到将LED销毁的水平。为了不变LED的任务电流，保障LED能通俗靠得住地任务，具备”镇流功效”的各类百般的LED驱动电路就应运而生。最简略的是串连一只镇流电阻，而比拟庞杂的是用良多电子元件构成的“恒流驱动器”。
此计划的道理电路图见图1。这是一种极为简略，自LED面世以来至今还一向在用的典范电路。
LED任务电流I按下式计较：
I与镇流电阻R成正比；当电源电压U回升时，R能限定I的适量增加，使I不超越LED的许可规模。
此电路的长处是简略，本钱低；错误谬误是电流不变度不高；电阻发烧耗损功率，致操纵电效力低，仅合用于小功率LED规模。
通俗材料供给的镇流电阻R的计较公式是：
按此公式计较出的R值仅知足了一个前提：任务电流I 。而对驱动电路另两个首要的机能目标：电流不变度和用电效力，则全然不顾及。因此用它设想出的电路，机能不保障。
电路的任务是基于在交换电路中，电容存在容抗XC也有”镇流感化”的道理。别的电容耗损无功功率，不发烧；而电阻则耗损有功功率，会转化为热能耗散掉，以是镇流电容比镇流电阻，能节流一局部电能，并能设想成将LED灯间接接到市电～220V上，操纵更加便利。
此计划的长处是简略，本钱低，供电便利；错误谬误是电流不变度不高，效力也不高。仅合用于小功率LED规模。当LED的数目较多，串连后LED歧路电压较高的场所更加合用。
上面已提到电阻、电容镇流电路的错误谬误是电流不变度低（△I/I达±20～50％），用电效力也低（约50～70％），仅合用于小功率LED灯。
为知足中、大功率LED灯的供电须要，操纵电子手艺罕见的电流负反应道理，设想出恒流驱动电路。和直流恒压电源一样，按其调剂管是任务在线性，仍是开关状况，恒流驱动电路也分红两类：线性恒流驱动电路和开关恒流驱动电路。
图4是最简略的两端线性恒流驱动电路。它借用三端集成稳压器LM337构成恒流电路，焦点仅用两个元件：电流取样电阻R和抗搅扰消振电容C
上述线性恒流驱动电路虽具备电路简略、元件少、本钱低、恒流精度高、任务靠得住等长处，但操纵中也发明几点缺乏：
a、调剂管任务在线性状况，任务时功耗高发烧大（出格是任务压差过大时），岂但请求较大尺寸的散热器，并且下降了用电效力。
b、电源电压请求按公式（13）与LED任务电压严酷婚配，不许可大规模转变。也便是说它对电源电压及LED负载变更的顺应性差。
c、它仅能任务在降压状况，不能任务在升压状况。即电源电压必须高于LED任务电压。
d、供电不太便利，通俗要配开关稳压电源，不能间接用～220V供电。
输入整流:将正负变更的交换电变成单向变更的直流电
滤波:将变更的电压波形光滑成动摇较小的直流电压波形
变压器:贮存能量,发生须要的输入电压.原、副边断绝。
输入稳压:不变输入电压
取样反应:将输入电压的变更反应到节制电路,以便接纳响应的办法保障输入电压在划定的规模内
PWM+开关:节制电路,按照反应返来的旌旗灯号节制变压器贮存能量的几多,从而保障输入的不变
接纳开关电源驱动的长处:效力高，通俗能够做到80%～90%，输入电压、电流不变。输入纹波小。且这类电路都有完美的掩护办法，属高靠得住性电源。
（1）恒压式
a、当稳压电路中的各项参数必定今后，输入的电压是牢固的，而输入的电流却跟着负载的增减而变更；
b、恒压电路不怕负载开路，但严禁负载完整短路。
c、 以稳压驱动电路驱动LED，每串须要加上合适的电阻方能够使每串LED显现亮度均匀；
d、 亮度会受整流而来的电压变更影响。
（2）恒流式
a、 恒流驱动电路输入的电流是恒定的，而输入的直流电压却跟着负载阻值的巨细差别在必然规模内变更，负载阻值小，输入电压就低，负载阻值越大，输入电压也就越高；
b、 恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完整开路。
c、 恒流驱动电路驱动LED是较为抱负的，但绝对而言价钱较高。
d、 应注重所操纵最大蒙受电流及电压值，它限定了LED的操纵数目；
非断绝型降压式电源设想体例概论
非断绝降压型电源是此刻遍及操纵的电源布局，几近占了日光灯电源百分之九十以上。良多人都感觉非断绝电源只需降压型一种，常常一说到不断绝，就想到降压型，就想到说对灯不宁静（指电源破坏）。实在降压型岂可是一种，另有两种根基布局，即升压，和起落压，即BOOST AND BUCK-BOOST，后两种电源即使破坏。不会影响到LED的益处。降压式电源也有其益处，它合合用于220，但不合用于110，由于110V本来电压就低，一降就更低了，那样输入的电流大，电压低，效力做不太高。 降压式220V交换，整流滤波后约三百伏，颠末降压电路，通俗将电压降到直流150V摆布，如许便可完成高压小电流输入，效力能够做得较高。通俗用MOS 做开关管，做这类规格的电源，我的经历是，能够做到百分之九十那样差未几，再往上也坚苦。缘由很简略，芯片通俗自损会有0.5W到1W，而日光灯管电源不过便是10W摆布。以是不能够再往上走。此刻电源效力这个工具很虚，良多人都是吹，现实底子达不到。
罕见有些人说甚么3W的电源效力做到百分之八十五了，并且仍是断绝型的。告知大师，即使是跳频形式的，空载功耗最小，也要0.3W，还甚么输入3W高压，能到百分之八十五，实在有百分之七十算很好了，归正此刻良多人吹法螺不打底稿，能够忽悠住内行，不过此刻做LED的懂电源的也未几。
效力要高，起首就要做非断绝的，而后输入规格还要高压小电流，能够省去功率元件的导通耗损，以是象这类LED电源的首要耗损，一便是芯片自有耗损，这个耗损通俗有零点几W到一W的模样，另有一个便是开关耗损了，用MOS做开关管能够明显减小这个耗损，用三极管开关耗损就大良多。以是尽能够不要用三极管。另有便是做小电源，最好不要太省，不要用RCC，由于RCC电路通俗的厂家底子做不好品质，实在此刻芯片也自制，通俗的开关电源芯片，集成MOS管的，最多不过两元钱，没须要省那末一点点，RCC只省点材料费，现实上加工返修等用度更高，到头到反而得失相称的那样。
降压式电源的根基布局便是将电感和负载串入300V高压中，开关管开关的时辰，负载即完成了低于300V的电压，详细的电路良多，网上也良多。此刻9910，另有通俗的市场上的恒流IC根基都是用这类电路来完成的。但这类电路便是开关管击穿的时辰，全数LED灯板就玩完，这应当算是最不好的处所了。由于当开关管击穿的时辰，全数300V的电压就加在灯板上，本来灯板只能蒙受一百多伏电压，此刻成了三百伏了，这类环境一发生。LED必定要烧掉。以是良多人说非断绝的不宁静，实在便是说降压的，只是由于通俗非断绝的绝大大都是降压的，以因此为非断绝的破坏必然要坏 LED。实在别的两种根基的非断绝布局，电源破坏，不会影响LED的。
降压式电源要设想成高压小电流，效力能力高，细说一下，为甚么?由于高压小电流，能够让开关管电流的脉广大一些，如许峰值电流就小一些，另有便是，对电感的耗损也小一些，经由过程电路布局就能够晓得，电路不便利画，详细也难以再论述下去了。就随意总结一下，降压电源的益处是，合适于220高压输入操纵，以使得功率器件蒙受的电压应力小，合适做大电流输入，比方做100MA电流，比后两种体例来的轻松，效力要高。效力算比拟高的，对电感的耗损较小，但对开关管耗损大一些，由于一切颠末负载的功率必须要颠末开关管传输，但输入的功率，只需一局部颠末电感，如300V输入，120V输入的降压型电源，只需 180V的局部要颠末电感，120V的局部是间接导通进入负载的，以是说对电感耗损比拟小，但输入的功率，全数要颠末开关管转化。
上面要详解的是，两种恒流节制形式的开关电源，从而发生两种做法。这两种做法，不论是道理，仍是器件操纵，仍是机能差别，相称都较大。
起首说道理。第一种以此刻恒流型LED公用IC为代表，首要如9910系列，AMC7150，但凡此刻打LED恒流驱动IC的牌子根基都是这类，且叫他恒流IC型的吧。但我以为这类所谓恒流IC做恒流，结果却不怎样好。其节制道理绝对来讲较简略，便是在电源任务的原边回路，设定一个电流阀值，当原边MOS导通，此时电感的电流是线性回升的，当回升到必然值的时辰，到达这个阀值，就关断电流，下一周期再由触发电路触发导通。实在此种恒流应当是一种限流，咱们晓得，当电感量差别的时辰，原边电流的外形是差别的，固然有不异的峰值，但电流均匀值差别。因此，象这类电源通俗便是批量出产时，恒流巨细的分歧性不太好节制。另有便是此种电源有一个特色，通俗是输入电流是梯形的，即动摇式电流，输入通俗是不必电解光滑的，这也是一个题目，若是电流峰值过大，会对LED发生影响。若是电源的输入级不并电解来光滑电流的那种电源，根基上都属此类。即鉴定是不是是这类节制体例，就看其输入有不并上电解滤波了。这类恒流我本来一向叫其为假恒流，由于实在质便是一种限流，并不是颠末运放比拟，而获得的恒流值。
第二种恒流体例，应当能够叫做开关电源式的。这类节制体例和开关电源的恒压节制体例类似。大师都晓得用TL431做恒压吧，由于其内部有一个2.5伏的基准，而后用电阻分压体例。当输入电压高一点的时辰，或低一点的时辰，就发生一个比拟电压，颠末缩小，去节制PWM旌旗灯号，以是此种节制体例能够很切确的节制电压。这类节制体例，须要一个基准，还须要一只运放，若是基准够准，运放缩小倍数够大，那末就定的很准。一样的，做恒流，便是须要一个恒流基准，一个运放，用电阻过流检测，作为旌旗灯号，而后用这个旌旗灯号缩小，去节制PWM，惋惜此刻便是不太好找到很准的基准旌旗灯号，经常利用的有三极管，这个做基准温漂大，另有便是能够拿二极管约1V的导通值做基准，如许的也能够，可都不高，最好的是用运放加TL431当基准，但电路庞杂。但如许做的恒流电源，恒流切确度仍是好节制的多。而这类形式节制的恒流，其输入必然得加电解滤波，以是输入电源是光滑直流，不是脉动的，脉动的话就没法取样了。以是要鉴定是哪一种只需看其输入是不是有电解就好了。
两种恒流节制形式决议了操纵两类差别的器件，一是从而决议了两种电路器件操纵差别，机能的差别，本钱亦差别。以9910系列为代表的恒流型节制IC 做的LED电源，现实是限流，节制较简略，严酷的提及来，其不属于开关电源节制的支流形式，开关电源节制的支流形式是必然要有基准和运放的。但这类IC出来就只能用于LED，很难用于别的的工具，只是由于LED对纹波请求极低。但由因而只用于LED，以是此刻价钱较高。根基便是操纵9910加MOS管束作，输入无电解，通俗我看良多人便是用工字电感做功率转换电感的。这类电源，通俗厂家的芯片材料上有出图，根基都是降压式。
二是开关电源节制形式的恒流驱动器。这类，便因此通俗的开关电源芯片为焦点转换器件，这类芯片良多，如PI的TNY系列，TOP系列，ST的VIPER12，VIPER22，仙童的 FSD200等，乃至只用三极管或是MOS管的RCC等，都能够做。益处是本钱低，靠得住性也不错。由于通俗的开关电源芯片岂但价钱好，并且都是颠末大批操纵的典范产物。象这类IC实在通俗集成了MOS管，比9910外加MOS便利，但节制体例庞杂一些，须要外加恒流节制器件，能够用三极管，或是运放。磁性元件能够用工字电感，亦可用带气隙的高频变压器。
对此种电源的请求和电路布局的题目
对观点是，由于电源要内置在灯里，而发烧是LED光衰最大的杀手，以是发烧必然要小，便是效力必然得高。固然得有高效力的电源。对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，将热量分离。从而不使热量集合在一个处所。
电源的效力首要取决于电路的布局和所用的器件。先说电路布局，有些人还说要断绝电源，我想绝对是没须要的，由于这类工具本来便是置于灯体内部，人底子摸不到。没须要断绝，由于断绝电源的效力比不断绝效力要低，第二是，最好输入要高电压小电流，如许的电源能力把效力做高。此刻遍及用到的是，BUCK电路，即降压式电路。最好是把输入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，电压便是一百三十伏，电流 60MA。
这类电源用的良多，本身只因此为有一点不好，若是开关管失控通咱，LED会玩完。此刻LED这么贵。我比拟看好升压式电路，此种电路的益处，我频频的说过，一是效力较降压式的高些，二是电源坏了，LED灯不会坏。如许能确保满有把握，若是烧坏一个电源，只是丧失几块钱，烧一个LED日光灯，就会赔掉上百元的本钱。以是我一向首推仍是升压式的电源。
另有便是，升压式电路，很轻易把PF值作高，降压式的就费事一些。我绝对升压式电路用于LED日光灯的益处仍是有压服性的强于降压式的。只是有一年错误谬误，便是在220V市电输入环境下，负载规模比拟窄，通俗只能合用于100至140个一串或两串LED，对少于此数的，或是夹在中间的，却用起来不便利。不过此刻做LED日光灯的，通俗60CM长那种都是用100至140，一米二的那种，通俗便是用二百到二百六那样，操纵起来仍是能够的。以是此刻LED日光灯通俗操纵的是不断绝降压电路，另有不断绝升压电路。
最初说一下，区分这两种电源，一个最首要的体例，便是看其输入是不是有电解电容作滤波。
对供电题目——不论是做限流型恒流节制的电源，仍是运放节制的恒流电源，都要处理供电题目。即开关电源芯片任务 的时辰是须要一个绝对不变的直流电压为其芯片供电的，芯片的任务电流从一个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，用起来是便利，但高压馈电，形成IC热量的回升，由于IC要蒙受约300V的直流电，只需稍有一点电流，就算一个MA，也有零点三瓦的破坏耗了。通俗LED电源不过十瓦摆布，丧失零点几瓦以下就能够将电源的效力拉下几个点。另有便是典范象QX9910。，用电阻下拉取电，如许，耗损就在电阻上，约莫也得丧失它零点几瓦吧。另有便是磁耦合，便是用变压器，在主功率线圈上加一个绕组，就象反激电源的赞助绕组一样，如许能够防止损掉这零点几瓦的功率。这也是我为甚么不断绝电源还要用变压器的缘由之一，便是为了防止丧失那零点几瓦的功率，将效力提几个点。
对高PF LED日光灯电源，大电流的LED日光灯电源的观点
小我以为这些做法有良多时辰实在是本末倒置罢了。此刻先叨教一下LED绝对传统灯具的上风在哪，第一，节能，第二长命，而后是不怕开关，对吧。可是此刻操纵的高PF的体例，均是操纵无源填谷PF电路，由本来的驱动体例，即48串，6并改成，24串12并，如许的话，在220V环境下，效力会降下五个百分点摆布，因而LED日光灯电源，发烧量更高了，灯珠也会遭到一点影响。
另有一个题目，便是，24串12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，最好的体例仍是48串一串体例好，首要是效力高，发烧小，并且布线轻易，不庞杂。
更有甚者，此刻另有人提出甚么24并，12串，这类体例只合合用于断绝电源，不断绝电源底子不合用。更有些不懂电源知识的人感觉本身非断绝电源做到恒流600MA输入就好牛X了，实在他都不本身细心的放在灯管里试过，象这类不热爆了才怪。
以是说，此刻搞甚么高压大电流做LED日光灯电源，实是舍本求末的做法。
对外形
此刻LED日光灯电源，做灯的厂家遍及请求放在灯管内，如放T8灯管内。很少一局部外置。不晓得为甚么都要如许。实在内置电源又难做，机能也不好。但不晓得为甚么另有这么多人如许请求。能够都是随风倒吧。外置电源应当说是更迷信，更便利才对。但我也不得不随风倒，客户要甚么，我就做甚么。但做内置电源，有相称难度哦。由于外置的电源，外形根基不请求，想做多大做多大，想做成甚么外形也没干系。内置电源，只能做成两种，一种是用的最多的，便是说放在灯板上面，上面放灯板，上面是电源，如许就请求电源做的很薄，不然装不进。并且如许只能把元件倒下，电源上的线路也只需加长。我以为如许不是个好办法。不过大师遍及喜好如许搞。我就搞。另有便是用的少一些，放两端的，即放在灯管两端，如许好做些，本钱也低些。我也有做过，根基便是这两种内置外形了。
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