1、led 照明電源電路設計有問必答led 驅動方案選型討論1. led 驅動 ic 特點與選擇網友提問： led 驅動必須用專用 led 驅動 ic 嗎？ 與普通 ic 相比有何優缺點呢 ？ 專家回復： led 驅動專用 ic 的優點是 vin 寬、輸出電流大、恒流精度高、采用抖頻可有效降低emi 。led 驅動用恒流源主要是保證led 在發光的工作時間段光線亮度一致、 不閃爍。低價手機用 ldo 來驅動背光的 led 也是常用的，只是電源的利用率不高，好在大多手機設計 鋰電池電壓 降致 3.3v 時關機。 led 照明燈具用 ldo 來驅動就不是好方法了， ldo 不能恒 流。 網友提問：那么

2、國產和外國 led 驅動ic 又該怎樣選擇 ？專家回復： led 驅動 ic 很多，性價比各不相同，關鍵看設計產品的目標價位是多少， 如求競 爭能力和較多利潤，本土ic 產品也不錯。2. led 驅動電源選擇和設計問題網友提問：選擇和設計led 驅動電源時要考慮哪些問題專家回復： led 驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動 led 發光的電壓轉換器，通常情況下： led 驅動電源的輸入包括市電、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交 流等。而led 驅動電源的輸出則大多數為可隨led 正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。根據電網的用電規則和 led 驅動電源的特性要求，在選擇和設計led

3、 驅動電源時要考慮以下問題。 a. 高可靠性 特別像 led 路燈的驅動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。 b. 高效率 電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發熱量就小，也就降低了燈具的 溫升。 對延緩 led 的光衰有利。 c. 驅動方式現在通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路 led 供電。另一種是直接恒流供電， led 串聯或并聯運行。怎樣選擇啟動方式要根據 實際需要。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。d. 浪涌保護 led 抗浪涌的能力是比較差的， 特別是抗反向電壓能力。 由于電網負載的啟甩和雷擊的感應，從電網系

4、統會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致 led 的損壞。因此led驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護 led 不被損壞的能力。e. 其他要素，如，提高電源功率因數； 增加 led 溫度負反饋功能 ； 外部防護方面，要防水、防潮，外殼要耐曬 ； 驅動電源的壽命要與led 的壽命相適配； 要符合安規和電磁兼容的 要求。3. led 驅動 ic 發展方向專家講解： 照明用 led 驅動 ic 發展方向led 光源是一種長壽命光源，理論壽命可達50000 小時，但是應用電路設計不合理、電路元器件選用不當、 led 光源散熱不好，都會影響它的使用壽命。特別是在應用電路里， 作為ac/dc 整流橋的輸出濾波器的電

5、解電容器， 它的使用壽命在 5000 小時以下，這就成了制造長壽命led 燈具技術的攔路虎，設計生產可以在應用電路里省去電解電容器的新一代 led 驅動 ic 是可行的解決方案 .此外，對新一代led 驅動 ic 的設計必須打破傳統的 dc/dc 拓撲結構設計理念，如 采用恒功率、不采用磁滯控制的降壓型而采用定頻定電流控制、 解決使用鹵素燈電子變壓器所產生的燈源閃爍和多燈并聯不亮問題等等； 還必須解決led 驅動 ic 在多種應用電路中能過 emc 、安規、 ce 、 ul 等認證 ;應用電路力求簡潔、使用元器件少也是客戶降低成本所夢寐以求，和市場競爭所必須的 ； 隔離與非隔離的應用歷來是商家

6、在安全與效率之爭焦點 ； 提 高pwm 控制器的占空比等等。0.5w-3w 的 led 光源與 led 驅動 ic 集成在一個cmc 封裝內的新一代芯片已經小 批量生產，顯示 led 驅動 ic 正在向高度集成化的多芯片 cmc 封裝方向發展； 可用交流電(ac)直接驅動發光的新一代、特殊拓撲結構ac led光源生產技術的日趨成熟，將開創 led照明技術的又一新紀元。4. 隔離型與非隔離型驅動方案比較網友提問：目前在以市電為輸入電源的 led 驅動方案中，隔離型與非隔離型兩種驅動方案相比較各自有何優缺點 ？ 如何選用專家回復：總的來說，隔離型驅動安全但效率較低，非隔離型驅動效率較高，應按實 際

7、使用的要求來選隔離型還是非隔離型驅動。就電路結構而言：目前的隔離型方案多是ac/dc 的反激式 (flyback) 電路方案，因此相對電路較復雜、成本較高。非隔離型基本是采用 dc/dc 的升壓 (boost) 或降壓 (buck)電路，則相對電路較簡單，因而成本也相對較低。恒流精度：隔離型可以做到±5% 以內，而非隔離型則很難做到。在應用領域：目前在以市電為輸入電源的 led 燈具中 ( 特別是驅動與光源一體的燈具) ， 本著安全第一的原則，基本已不再采用非隔離型方案。但也有例外， led 日光燈管由于受到結構和空間的制約，仍還用非隔離型方案。在低壓供電的 led 燈具中，以效率和

8、成本優 先的原則，非隔離型方案是最佳的選擇。5. ac 直接驅動的 led 技術網友提問： 用 ac 直接驅動的 led 技術是怎么回事？專家回復： ac led 光源是將一堆led 微小晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝均分為五 串， acled 晶粒串組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯接交流電源，另兩端聯接一串 led 晶粒，交流電的正半周沿藍色通路流動， 3 串 led 晶粒發光，負半周沿綠色通路流動，又有 3 串 led 晶粒發光，四個橋臂上的 led 晶粒輪番發光，相對橋臂上的 led 晶粒同時發光，中間一串 led 晶粒因共用而一直在發光。在60hz 的交流電中會以每秒60 次的頻率

9、輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流， led 的發光也是閃動的， led 有斷電余輝續光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的， 結果人眼對led光源的發光 +余輝的工作模式解讀是連續在發光。 led 有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發熱得以減少40-20% 。因此 ac led 的使用壽命較dc led 長。ac led 成熟的產品如首爾用于 ac110c 的 ax3201 、 ax3211 和用于 220v 的 ax3221 、 ax3231 。工程師 led 驅動電路設計問題解答1. led 驅動電路工作原理網友提問：這份led 驅動電路中各元件分別起什么作

10、用 ？ 是如何工作的 ？專家回復：上圖是驅動3 顆 1w 白光 led 的電原理圖，它是1224v 電壓范圍里交 直流兩用的。d1d4 組成整流橋，這個橋有兩個功能，在輸入是交流電源的時候，把交流整流成直流 ； 在輸入是直流電源的時候，起極性轉換作用，無論輸入電源的極性如何，都能保證電 路正常工作。cin 是濾波電容，把脈沖直流變換成平滑的直流。 rs 是取樣電阻，它決定恒流源的絕對精度。 l 是整流電感，把100khz 的脈沖電流變換成三角波電流， l 的電感量會影響工作電壓范圍內恒流源的穩定性。d5 是續流二極管，在晶片內部 mos 管處于截止狀態時為儲存在電感中的電流提供放 電回路。由于

11、工作在高頻脈沖狀態， d5 應選用正向壓降小，恢復速度快的肖特基二極體。芯片的 dim 端可外接 pwm 脈沖或直流電壓調光，也可以接熱敏電阻作輔助溫度控制 和自動亮度控制。如果不用這些功能， dim 端懸空。2. led 日光燈明暗不均如何解決？網友提問： 23 串 12 并，恒流電源，線路板上有明顯的明暗不均現象，測得電壓在3.02-3.08 之間，單顆燈試， 3.1v 時暗區的電流為 10-15ma 亮區在 20ma 左右，請教這是怎么回事？專家回復：可能是pcb 布線不好，活著鋁基pcb 板有漏電，可用分段割斷的方法來尋找，只是比較費時罷了。 0.06w 的 led 光源，理論工作電流

12、是20ma ，一般做燈具為防 led 早衰，可設計在15-18ma。3. pwm 恒流 led 驅動芯片設計日光燈電源問題網友提問：最近在用一款pwm 恒流 led 驅動芯片做日光燈電源， 出現以下問題：a, 恒流源不恒流， 在輸入 80v-250v 電壓變化過程中 ， 電流先增大， 后減小,且變化范圍比較大 ， 電感換過很多個（ 電感都是自制 ， 從 500uh-3mh ） , 問題依舊b, 使用的 mos 管是 5n5001, 測試 ds 兩端電壓 ， 在輸入 150v 左右時 ,數字萬用表開 始亂跳 . 專家回復：c, pwm led 驅動 ic 組成的 led 日光燈電源方案在vin

13、小范圍變化時， 對于固定負載是恒流的。當 vin 大幅度變化時它需要有一個響應時間，當線路設計不好或 pcb 板設計不好時，應當在vin 變化時， lout 也會有一定的變化。d, 用數字萬用表測試ds 電壓是不合理的 ， 如果想看該電壓該用示波器看。4. led 閃爍問題網友提問：驅動鹵素燈的時候降低電壓，鹵素燈亮度降低，沒其他變化。驅動 led 時降低電壓， led 在一定程度上會發生閃爍。為什么呢 ？專家回復：鹵素燈是純電阻負載，因此鹵素燈電子變壓器與其配合能很好的工作。而led 燈具是容性阻抗+感性阻抗的負載，鹵素燈電子變壓器接受 led 燈負載時它輸出的能力會大大下降，表現為輸出電壓

14、由 12v 驟降至 7v, 如是 8v 啟動的驅動ic 即進入欠壓保護狀態，此時鹵素燈電子變壓器輸出電壓又升至 12v ，如此周而復始，使你見到 led 燈在閃爍。解決方案是選用啟動電壓低于 6v 的驅動 ic 。5. 水下燈應該如何設計？網友提問：水下燈應該如何設計？ 有哪些問題要注意？ led 燈珠炸是不是由沖擊電流造成的 ？ 如何解決 ？專家回復：從安全的角度來說， 水下燈要求采用低壓隔離供電，盡可能使用國際通用的ac 36v 以下電源，因此ac24v 、 ac12v 都是可選用的標準電源。長距離送電會造成電壓下降，可增加銅線直徑來補償。此外， ac 在線間傳輸比 dc在線間傳輸損耗要小

15、。水底燈大多采用 ac24v 安全電源，因此完全可以選用 vin=6-30v、 lout=1.2a ，系統應用零部件很少的 pt4115 來做驅動電源，它用四個肖特基二極管做整流橋，一個濾波 儲能電容器、一個輸出電流設定電阻、一個續流肖特基二極管和一個續流電感器。電網載荷瞬時突變會引起電流浪涌，可在電路上加保護器件來有效抑制。早期的 9910ic 都有 炸燈珠”毛病，需要靠應用電路來改進。6. led 亮度不均問題網友提問：要做一款60w 功率 led 太陽能路燈 ， 用兩個 12v 的電池組串聯儲存太陽 能(單個電池組放電電壓在 10.8-15v 左右 ),路燈的供電電壓在21.6-30v

16、之間 .計劃采用用 2 個分別可以驅動 30w 的驅動單元，采用兩個6 串 5 并的方式 .驅動器選擇可pwm 調 光的 buck芯片 .但是實際出現led 亮度不均問題，該問題怎么解決？專家回復：這是一個很典型的錯誤設計。 buck 電路僅僅在led 串的正向電壓低于電池電壓時才能采用，而且必須要預留一定的電壓富余量，否則即便比狀態也不能得到設定的電流。buck 進入 100% 占空其他建議者建議使用某種品牌的器件， 可是我們知道架構的選擇和品牌是沒有關系的，這就像物理學的基本定律的正確與否與其提出者的國籍沒有關系一樣。此設計的正確選擇是采用 buck-boost 架構。 buck-boos

17、t 架構的最佳應用條件是輸關于中國led 產業標準缺失的探討總結標志著深圳 led 產業(td-scdma) ，led 技術標準的led 專家認為，這是一話題：深圳 42 家 led 產學研重點單位共同簽署標準聯盟協議，標準工作啟動。然而有人懷疑，因為中國在技術標準上僅有一個成功案例其它都在集團利益斗爭中夭折或成為怪胎。圍繞這個話題，我們展開下對討論，行業希望產業標準聯盟做些什么 ？ 它能做到什么 ？網友觀點總結： 對于 led 標準對行業的影響，行業人士都持積極態度，一位個非常積極的舉措。目前 led 產業處于 春秋戰國”時代，無標準的雜亂低級競爭對led 的 發展是非常不利的。深圳市政府高

18、屋建瓴，簽署標準聯盟協議，對促進led 產業標準的出臺和占領市場先機有著里程碑式的戰略意義！ 另一位 led 行業人士也表示：沒有行業標準，將導致整個產業良莠不齊，質量低劣的產品會使整個社會對led 照明產業產生不信任，給產業的發展帶來致命損害。led 標準由誰來制定網友 ezcui 認為，這一事件表明了民間要求統一led 標準的迫切愿望，能有效鞭策有關部門加快國家標準的制定出臺日程表。 網友水手認為這一舉措重在象征意義， 標準應當由國家出面制定，要把全國的技術資源和市場資源集中起來，才有可能成功實施。網友microsoft 甚至說，小打小鬧，今天訂個標準，明天就被國標推翻。對此觀點，不少網友持反對態度，網友簡單點說，深圳 led 企業數量占全國 40% ，年產值占全國 60% 以上，在此基礎上制定標準對行業發揮有好處是肯定的。 網友空中堡壘說，深圳的標準如果成功的的引導了 led 企業的話，那么他也許會從行業標準上升到國家標準。對此觀點，不少網友持反對態度，網友簡單點說，深圳 led 企業數量占全國 40% ，年產值占全國