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    LED驱动电源设计需要考虑的五大关键点及解决LED驱动电源设计遇到的四大问题的方法

    信息来源:  浏览次数104  发布时间:2019/3/21

    江西时时彩总部在哪里 www.gil3d.com   一、LED电流大小


      LED电流的大小直接影响着使用寿命,建议降额使用,因此尽量控制小点,特别是LED散热效果不好的话,LED一定要留足余量。


      二、芯片发热


      这主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片消耗的电流为2mA,300V的电压加在芯片上面,芯片的功耗为0.6W,当然会引起芯片的发热。驱动芯片的*电流来自于驱动功率MOS管的消耗,简单的计算公式为I=cvf(考虑充电的电阻效益,实际I=2cvf,其中c为功率MOS管的cgs电容,v为功率管导通时的gate电压,所以为了降低芯片的功耗,必须想办法降低c、v和f,如果c、v和f不能改变,那么请想办法将芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入额外的功耗。


      三、功率管发热


      功率管的功耗分成两部分,开关损耗和导通损耗。要注意,大多数场合特别是LED市电驱动应用,开关损害要远大于导通损耗??厮鸷挠牍β使艿腸gd和cgs以及芯片的驱动能力和工作频率有关,所以要解决功率管的发热可以从以下几个方面解决:


      1、不能片面根据导通电阻大小来选择MOS功率管,因为内阻越小,cgs和cgd电容越大。如1N60的cgs为250pF左右,2N60的cgs为350pF左右,5N60的cgs为1200pF左右,差别太大了,选择功率管时,够用就可以了。


      2、剩下的就是频率和芯片驱动能力了,这里只谈频率的影响。频率与导通损耗也成正比,所以功率管发热时,首先要想想是不是频率选择的有点高。不过要注意,当频率降低时,为了得到相同的负载能力,峰值电流必然要变大或者电感也变大,这都有可能导致电感进入饱和区域。如果电感饱和电流够大,可以考虑将CCM(连续电流模式)改变成DCM(非连续电流模式),这样就需要增加一个负载电容了。


      四、工作频率降频


      这个也是用户在调试过程中比较常见的现象,降频主要由两个方面导致。输入电压和负载电压的比例小、系统干扰大。对于前者,注意不要将负载电压设置的太高,虽然负载电压高,效率会高点。对于后者,可以尝试以下几个方面:


      1、将*小电流设置的再小点;


      2、布线干净点,特别是sense这个关键路径;


      3、将电感选择的小点或者选用闭合磁路的电感;


      4、加RC低通滤波吧,这个影响有点不好,C的一致性不好,偏差有点大,不过对于照明来说应该够了。无论如何降频没有好处,只有坏处,所以一定要解决。


      五、电感或者变压器的选择


      多用户反映,相同的驱动电路,用a生产的电感没有问题,用b生产的电感电流就变小了。遇到这种情况,要看看电感电流波形。有的工程师没有注意到这个现象,直接调节sense电阻或者工作频率达到需要的电流,这样做可能会严重影响LED的使用寿命。


      所以说,在设计前,合理的计算是必须的,如果理论计算的参数和调试参数差的有点远,要考虑是否降频和变压器是否饱和。变压器饱和时,L会变小,导致传输delay引起的峰值电流增量急剧上升,那么LED的峰值电流也跟着增加。在平均电流不变的前提下,只能看着光衰了。



    LED驱动电源的质量好坏将会直接影响LED的寿命,因此如何做好一个LED驱动电源是LED电源设计者的重中之重。


    在当前生活中,为了节能省电,LED得到了很大的推广,但LED都需要有个电源驱动,其好坏会直接影响LED的寿命,因此如何做好一个LED驱动电源是LED电源设计者的重中之重。本文介绍了一些LED驱动电源的问题,希望能够对工程师提供一点帮助。


    LED驱动电源设计四大问题汇总


    1、LED驱动电源直接影响寿命

    我们所说的LED驱动电源包括数字驱动和模拟驱动两类,数字驱动指数字电路驱动,包括数字调光控制,RGB全彩变幻等。模拟驱动指模拟电路驱动,包括AC恒流开关电源,DC恒流控制电路。驱动电路由组成,包括半导体元件,电阻,电容,电感等,这些元件都有使用寿命,任何一个器件失效都会导致整个电路的失效或者部分功能失效。LED的使用寿命是5-10万小时,按5万小时算,连续点亮,有近6年的寿命??氐缭吹氖倜呛苣汛锏?年的,市面上**的开关电源质保期一般是2-3年,达到6年质保的电源是军品级别的,价格是普通电源的4-6倍,一般的灯具厂是很难接受的。所以LED灯具的故障多为驱动电路故障。


    2、散热问题

    LED为冷光源,工作结温不能超过限值,设计时还要留一定余量。整个灯具的设计要考虑外形美观,安装方便,配光,散热等很多方面问题,要在众多因素中寻求平衡点,这样整体的灯具才是最好的.LED灯具的发展时间不长,可以借鉴的经验不多,很多设计都是不断完善的。有些LED灯具厂家所用电源为外协或者外购,灯具设计师对电源了解不多,给LED的散热空间较大,给电源的散热空间较小。一般是设计好灯具后再找合适的电源来配套,这样就给电源的配套带来一定的难度。经常碰到因灯具内部空间较小或者内部温度较高,而且成本控制较低,无法配到合适电源。有些LED灯具厂有电源研发能力,在开始设计灯具初期进行评估,电源的设计同步进行,就能解决以上问题。在设计中要综合考虑LED的散热和电源的散热,整体控制灯具的温升,这样才能设计出较好的灯具。


    3、电源设计中的问题

    a、功率设计。虽然LED光效高,但是还有80-85%的热能损耗,致使灯具内部有20-30($10.6626)度的温升,如果室温25度情况,灯具内部就有45-55度,电源长时间在高温环境下工作,要保证寿命就必须加大功率余量,一般留到1.5-2倍的余量。


    b、元件选型。灯具内部温度45-55度情况下,电源内部温升还有20度左右,则元件附近的温度要达到65-75度。有些元件在高温情况参数会飘移,还有些寿命会缩短,所以器件要选择能在较高温度长时间使用的,特别注意电解电容和导线。


    c、电性能设计??氐缭凑攵訪ED的参数设计,主要是恒流参数,电流的大小决定LED的亮度,如果批量电流误差较大,则整批灯的亮度不均匀。而且温度的变化也能致使电源输出电流偏移。一般是批量误差控制在+/-5%以内,才能保证灯的亮度一致.LED的正向压降有偏差,电源设计的恒流电压范围要包含LED的电压范围。多个LED串连使用时候,最小压降乘以串连数量为下限电压,最大压降乘以串连数量为上限电压,电源的恒流电压范围要比这个范围稍宽些,一般上下限各留1-2V余量。


    d、PCB布板设计.LED灯具留给电源的尺寸较小(除非是电源外置的),所以在PCB设计上要求较高,要考虑的因素也多。安全距离要留够,要求输入和输出隔离的电源,一次侧电路和二次侧电路要求耐压1500-2000VAC,在PCB上至少要留够3MM的距离。如果是金属外壳的灯具,则整个电源的布板还要考虑高压部分和外壳的安全距离。如果没有空间保证安全距离情况下就要利用其他措施保证绝缘,比如在PCB上打孔,加绝缘纸,灌封绝缘胶等。另外布板还要考虑热量均衡,发热元件要均匀分布,不能集中放置,避免局部温度升高。电解电容远离热源,减缓老化,延长使用寿命。


    e、认证问题。目前国内还没有针对LED灯具的标准,国家相关部门正在研究制订,国内销售的灯具认证是参照照明灯具的标准,外销的是做CE或UL等认证,还有些参照国外的LED灯具标准来做。所以针对这种情况,开关电源的设计要同时满足以上的这些标准是比较困难的,我们只能针对不同的要求满足不同的认证。


    4、使用参数

    外购电源在选择上主要看恒流和恒流的电压范围。恒流值选择为LED的标准电流偏下。电压范围的选择要适中,尽量不要选择较大范围,避免功率的浪费。


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