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(yōu)缺點呢?
專家回復:LED驅動專用IC的優(yōu)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(fā)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(fā)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(guī)則和LED驅動電源的特性要求,在選擇和設計LED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(fā)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(xiàn)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(lián)或并聯(lián)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,從電網系統(tǒng)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(guī)和電磁兼容的要求。
3. LED 驅動IC發(fā)展方向
專家講解: 照明用LED 驅動IC發(fā)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(tǒng)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(lián)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(guī)、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(fā)展;可用交流電(AC)直接驅動發(fā)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(chuàng)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(yōu)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,以效率和成本優(yōu)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,AC LED晶粒串組成類似一個整流橋,整流橋的兩端分別聯(lián)接交流電源,另兩端聯(lián)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(fā)光,負半周沿綠色通路流動,又有3串LED晶粒發(fā)光,四個橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光,相對橋臂上的LED晶粒同時發(fā)光,中間一串LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。在60Hz的交流電中會以每秒60次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流,LED的發(fā)光也是閃動的,LED有斷電余輝續(xù)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(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。LED有一半時間在工作,有一半時間在休息,因而發(fā)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。