開關(guān)電源工程師對(duì)LED日光燈電源的研發(fā)及制作流程

兩種恒流控制方式

下面要說(shuō)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(wú)論是原理，還是器件應(yīng)用，還是性能差別，相當(dāng)都較大。1.以現(xiàn)在恒流型LED專用IC為代表

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(lái)說(shuō)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(wèn)題，如果電流峰值過(guò)大，會(huì)對(duì)LED產(chǎn)生影響。如果電源的輸出級(jí)沒(méi)有并電解來(lái)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(méi)有并上電解濾波了。這種恒流我原來(lái)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(guò)運(yùn)放比較，而得到的恒流值。

2.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(guò)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(guò)流檢測(cè)，作為信號(hào)，然后用這個(gè)信號(hào)放大，去控制PWM,可惜現(xiàn)在就是不太好找到很準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號(hào)，常用的有三極管，這個(gè)做基準(zhǔn)溫漂大，還有就是可以拿二極管約1V的導(dǎo)通值做基準(zhǔn)，這樣的也可以，可都不高，最好的是用運(yùn)放加TL431當(dāng)基準(zhǔn)，但電路復(fù)雜。但這樣做的恒流電源，恒流精確度還是好控制的多。而這種模式控制的恒流，其輸出一定得加電解濾波，所以輸出電源是平滑直流，不是脈動(dòng)的，脈 動(dòng)的話就沒(méi)法取樣了。所以要判定是哪種只要看其輸出是否有電解就行了。

兩種恒流控制模式?jīng)Q定了使用兩類不同的器件，一是從而決定了兩種電路器件使用不同，性能的不同，成本亦不同。

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(shuō)起來(lái)，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(lái)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?；揪褪鞘褂?910加MOS管制作，輸出無(wú)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(shuō)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(guò)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(jué)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(jué)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(shuō)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(wèn)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(wèn)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(lái)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(guò)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