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LED照明驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展

2017年09月15日 16:00$artinfo.Reprint點擊量:1074

  隨著白熾燈、熒光燈、節(jié)能燈陸續(xù)退出照明市場,LED照明光源和LED照明燈具迅速發(fā)展,以迅雷不及掩耳之勢席 卷世界照明市場,LED產(chǎn)業(yè)鏈因此蓬勃發(fā)展。LED燈珠的亮 度不斷提高,價格逐步下降;HVLEDs和倒裝LED開拓LED 照明新的應(yīng)用技術(shù);LED驅(qū)動電源芯片不斷推陳出新,集成 功能更多,性價比更好,應(yīng)用更方便;塑包鋁和高導(dǎo)熱塑料 散熱器為新一代LED光源和燈具提供了創(chuàng)新設(shè)計新空間。
 
  室內(nèi)LED光源和燈具必然是量大面廣的消費電子產(chǎn)品一定會海量生產(chǎn),擁有藍(lán)海市場。由于傳統(tǒng)照明光源和燈具 預(yù)留給LED驅(qū)動電源的空間十分狹小,因此LED照明光源和 燈具的驅(qū)動電源必須做得十分小巧,驅(qū)動電源芯片要求性能 高度集成,以單級芯片為主,這就要求整個驅(qū)動電源的方案 不但十分簡潔,而且成本低廉;應(yīng)用電路要求更少的外圍器 件,要求LED驅(qū)動電源的芯片 + 周邊零件的總數(shù)少于15個, 甚至少于10個。LED電源驅(qū)動電路采用精細(xì)小巧的變壓器、 電感器、高度較低的電解電容器,甚至電源驅(qū)動電路不需要電解電容器、電感器或變壓器。
 
  LED驅(qū)動電源主要模式
 
  目前,室內(nèi)LED照明光源和燈具的驅(qū)動電源分開關(guān)恒流 隔離和非隔離驅(qū)動、高壓線性恒流驅(qū)動等幾種模式,RC阻 容降壓由于本身功耗較大和不安全、不恒流諸多不良因素已 在淘汰之中。RC阻容降壓驅(qū)動的優(yōu)點:電路簡單、成本低廉;其缺 點:電網(wǎng)兼容差、輸出電流偏小、本身功耗較大、不安全。 開關(guān)恒流驅(qū)動的優(yōu)點:性能穩(wěn)定、率、電網(wǎng)兼容強、方 便功能拓展、升壓、降壓、升降壓應(yīng)用方便自由;其缺點: 體積較大、生產(chǎn)較復(fù)雜、成本略高。高壓線性恒流驅(qū)動的優(yōu) 點:性能穩(wěn)定、易自動化生產(chǎn)、無插件大量節(jié)省人工;其缺 點:燈珠利用率略低、略有殘余工頻紋波。室內(nèi)LED照明驅(qū) 動主要模式如圖1所示。
 
  LED驅(qū)動單級電源芯片要求內(nèi)置高壓MOS管,線電壓 補償、源極驅(qū)動、過壓/過流/過溫保護、開路/短路保護等 LED照明驅(qū)動電源必須的技術(shù)都要集成在單級芯片之中。室內(nèi)LED照明光源和燈具的狹小空間限定驅(qū)動電源芯片 采用單級芯片,這就要求驅(qū)動電源芯片的功能高度集成,電 源控制功能和各種保護功能盡可能地集成在芯片之中,驅(qū)動 電源芯片的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)必須創(chuàng)新,不斷創(chuàng)造新的模式 才能滿足LED照明驅(qū)動技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
 
  非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動已成主流
 
  薄型塑包鋁散熱器技術(shù)和HVLEDs技術(shù)的興起,解決了 AC市電高壓經(jīng)電源變換點亮LED燈珠時內(nèi)部高壓電泄漏對人體的安全問題,塑包鋁散熱器簡單而輕松地解決了LED光 源和燈具內(nèi)部高壓與外部隔離的技術(shù)難點,因此采用應(yīng)用電路簡潔的非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源已經(jīng)成為通用平價LED照 明光源和燈具的主流電源方案。非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源芯 片歷經(jīng)幾代的開發(fā)更新,如今集成能更多,應(yīng)用電路更簡 潔,應(yīng)用成本更低,電源的性價比更有競爭力。
 
  鑒于HVLEDs光源降低了發(fā)熱,塑包鋁散熱器簡單地解 決了LED燈具內(nèi)的高低電壓隔離,驅(qū)動電源的選擇以恒流精 度、電源效率、功率因數(shù)的補償(PFC)為主考慮因素,隔離 的開關(guān)恒流電源因使用變壓器而總體效率一般在70%-88%, 功率因數(shù)補償小于0.9;非隔離的開關(guān)恒流電源恒流精度可 達(dá)3%-5%,功率因數(shù)補償大于0.9,電源效率大于90%,因此 成為LED照明燈具的。非隔離的恒流電源有非隔離的開 關(guān)恒流電源和高壓線性恒流電源兩種。
 
  非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源芯片設(shè)計已經(jīng)高度集成化,已將LED驅(qū)動電源需要的功能,如寬電壓輸入高精度恒流輸 出、過流保護、過壓保護、LED短路和開路保護、CS電阻短 路保護、芯片供電欠壓保護等必須的功能已集成在單級芯片 之中,功率輸出的MOS管和恒流控制也集成在單個芯片上 了,應(yīng)用電路十分簡潔,周邊零件一般可控制在15個以下, 可幫助為終端客戶有效地控制材料成本和生產(chǎn)成本。
 
  非隔離開關(guān)恒流驅(qū)動電源應(yīng)用方案簡潔,而且節(jié)省成 本。如圖2所示使用非隔離的開關(guān)恒流源芯片BP2831A設(shè)計 的5W LED球泡燈電源,輸出DC80V、60mA,包括主芯片, 整個電路應(yīng)用的元器件共計15個,電源效率在AC220V、滿 載時達(dá)92%,電源可通過EMC測試。該電源的PCB板的直徑 可小至Φ18mm。
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