告別暴利時代 揭秘LED燈管電源設計

以9910系列為代表的恒流型控制IC做的LED電源，實際是限流，控制較簡單，嚴格的說起來，其不屬于開關電源控制的主流模式，開關電源控制的主流模式是一定要有基準和運放的.但這種IC出來就只能用于LED，很難用于其它的東西，只是因為LED對紋波要求極低。但因為是只用于LED，所以現(xiàn)在價格較高.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，即是開關電源控制模式的恒流驅動器。這種，就是以普通的開關電源芯片為核心轉換器件，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。因為普通的開關電源芯片不但價格好，而且都是經(jīng)過大量使用的經(jīng)典產品。象這種IC其實一般集成了MOS管，比9910外加MOS方便，但控制方式復雜一些，需要外加恒流控制器件，可以用三極管，或是運放.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，因為電感的成本雖然很低，但我覺得其帶負載能力不行，再者調節(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，一個最重要的方法，就是看其輸出是否有電解電容作濾波.

　　關于供電問題

　　不管是做限流型恒流控制的電源，還是運放控制的恒流電源，都要解決供電問題.即開關電源芯片工作 的時候是需要一個相對穩(wěn)定的直流電壓為其芯片供電的，芯片的工作電流從一個MA到幾個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，因為IC要承受約300V的直流電，只要稍有一點電流，就算一個MA，也有零點三瓦的損壞耗了。一般LED電源不過十瓦左右，損失零點幾瓦一下就可以將電源的效率拉下幾個點.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幾瓦的功率，將效率提幾個點。

　　不隔離型降壓式電源設計方法概論

　　非隔離降壓型是現(xiàn)在普遍使用的電源結構，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，就想到說對燈不安全-指電源損壞后.其實降壓型只是一種，還有兩種基本結構，即升壓，和升降壓，即BOOST AND BUCK-BOOST，后兩種電源即使損壞.不會影響到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，如放T8燈管內.很少一部分外置.不知道為什么都要這樣.其實內置電源又難做，性能也不好。但不知為什么還有這么多人這樣要求.可能都是隨風倒吧.外置電源應該說是更科學，更方便才對.但我也不得不隨風倒，客戶要什么，我就做什么.但做內置電源，有相當難度哦.因為外置的電源，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系。內置電源，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.而且這樣只能把元件倒下，電源上的線路也只有加長。我認為這樣不是個好辦法.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，基本就是這兩種內置形狀了。

　　關于此種電源的要求和電路結構的問題

　　我的看法是，因為電源要內置在燈里，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。當然得有高效率的電源。對于T8一米二長的那種燈，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地方。電源的效率主要取決于電路的結構和所用的器件.先說電路結構，有些人還說要隔離電源，我想絕對是沒必要的，因為這種東西本來就是置于燈體內部，人根本摸不到.沒必要隔離，因為隔離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，如驅動一百二十只，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，本人只是認為有一點不好，如果開關管失控通咱，LED會玩完.現(xiàn)在LED這么貴.我比較看好升壓式電路，此種電路的好處，我反復的說過，一是效率較降壓式的高些，二是電源壞了，LED燈不會壞.這樣能確保萬無一失，如果燒壞一個電源，只是損失幾塊錢，燒一個LED日光燈，就會賠掉上百元的成本。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.我絕對升壓式電路用于LED日光燈的好處還是有壓倒性的強于降壓式的.只是有一年缺點，就是在220V市電輸入情況下，負載范圍比較窄，一般只能適用于100至140個一串或兩串LED，對于少于此數(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，應該可以算是本人首創(chuàng)。

　　個人認為這些做法有很多時候實在是舍本逐末而已。現(xiàn)在先請問一下LED相對于傳統(tǒng)燈具的優(yōu)勢在哪，第一，節(jié)能，第二長壽，然后是不怕開關，對吧.但是現(xiàn)在使用的高PF的方法，均是使用無源填谷PF電路，由原來的驅動方式，即48串，6并改為，24串12并，這樣的話，在220V情況下，效率會降下五個百分點左右，于是LED日光燈電源，發(fā)熱量更高了，燈珠也會受到一點影響。

　　還有一個問題，就是，24串12并的做法，會讓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，其實他都沒有自己仔細的放在燈管里試過，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電源，從而產生兩種做法。這兩種做法，無論是原理，還是器件應用，還是性能差別，相當都較大。

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恒流驅動IC的牌子基本都是這種，且叫他恒流IC型的吧.但我認為這種所謂恒流IC做恒流，效果卻不怎么好。其控制原理相對來說較簡單，就是在電源工作的原邊回路，設定一個電流閥值，當原邊MOS導通，此時電感的電流是線性上升的，當上升到一定值的時候，達到這個閥值，就關斷電流，下一周期再由觸發(fā)電路觸發(fā)導通.其實此種恒流應該是一種限流，我們知道，當電感量不同的時候，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時，恒流大小的一致性不太好控制.還有就是此種電源有一個特點，一般是輸出電流是梯形的，即波動式電流，輸出一般是不用電解平滑的，這也是一個問題，如果電流峰值過大，會對LED產生影響。如果電源的輸出級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，因為其本質就是一種限流，并不是經(jīng)過運放比較，而得到的恒流值。第二種恒流方式，應該可以叫做開關電源式的.這種控制方式和開關電源的恒壓控制方式相似。大家都知道用TL431做恒壓吧，因為其內部有一個2.5伏的基準，然后用電阻分壓方式。當輸出電壓高一點的時候，或低一點的時候，就產生一個比較電壓，經(jīng)過放大，去控制PWM信號，所以此種控制方式可以很精確的控制電壓.這種控制方式，需要一個基準，還需要一只運放，如果基準夠準，運放放大倍數(shù)夠大，那么就定的很準.同樣的，做恒流，就是需要一個恒流基準，一個運放，用電阻過流檢測，作為信號，然后用這個信號放大，去控制PWM