我是做開關(guān)電源的,,原來做過適配器,,充電器,鐵殼開關(guān)電源,。后來做LED電源,,最初是做些1W,3W的大功率LED驅(qū)動器,,但后來做的少了,。原因很簡單,沒有市場,。我發(fā)現(xiàn)大功率LED恒流電源,,只要其功率超過5W,基本就沒有市場,,只能是打樣,。因為LED太貴。這也算給同行做電源的朋友提個醒,,這是我的經(jīng)驗之談,。不知有多少人失足于大功率LED,大功率LED雷聲大,,雨點小,,害的不少在這一塊痛失老本。還是小功率LED市場好一點,。不過也不行,,現(xiàn)在小功率LED驅(qū)動器,,被阻容降壓電源占去大部分江山。恒流形的開關(guān)電源驅(qū)動小功率LED,,好是好,,就是很多人接受不了其成本。我出過一款恒流型小功率LED驅(qū)動器,,開關(guān)電源的,,效率達到0。9,,穩(wěn)定性可靠性,,恒流精度都很好,價格才五元錢,,但不少人還是嫌貴,,因為他們拿它和一元錢的阻容降壓電源去比較,當(dāng)然這二者根本沒法比,。我做的開關(guān)電源里面,,有一個集成MOS的開關(guān)電源芯片,還有一個變壓器,。這二者的成本就是放在那里的,,當(dāng)然性能也是放在那里的。但我相信,,最終小功率LED恒流驅(qū)動器會將阻容降壓電源淘汰掉,。因為消費者會慢慢趨于理性,一個阻容降壓電源做出來的燈具,,幾乎是沒有什么實用價值的,,只能當(dāng)個擺設(shè)和玩具,如果LED真的進入了通用照明領(lǐng)域,,阻容降壓電源根本無法勝任,。我可以料到將來的情況會是,隨著LED性能的提高,,價格的降低,,電源成本也將會成為LED燈具成本的相當(dāng)重要的一部分。真正的燈具,,阻容降壓根本不能勝任,。阻容降壓電源大行其道,只是一個過渡,,最終還是恒流型電源為正宗,。
我目前還是看好小功率的LED燈具。小功率LED燈,目前主要是光衰太大,,價格也不夠理想,。但現(xiàn)在用于普通照明還是比大功率有優(yōu)勢。我認為小功率LED燈具進入通用照明領(lǐng)域,,和節(jié)能燈一較高下,,會是五年之內(nèi)的事。而大功率LED進入通用照明,,則肯定是五年以外的事,。所以現(xiàn)在我專注于小功率LED的研發(fā)和制作。我注意到現(xiàn)在小功率LED應(yīng)用于通用照明的燈具主要有LED臺燈,,LED蜂窩燈,,還有LED日光燈。尤其是LED日光燈,,從07年下半年開始,,很多人開始研發(fā),可以說熱的不得了,。基本上現(xiàn)在找我的人里十個有八個都是做這個的,,所以我也做就開始做LED日光燈的電源,,做了一段時間,所以在此說一下這種電源的研發(fā)和制作的大致方法和原則,。個人所體會到的吧,。
關(guān)于外形
現(xiàn)在LED日光燈電源,做燈的廠家普遍要求放在燈管內(nèi),,如放T8燈管內(nèi),。很少一部分外置。不知道為什么都要這樣,。其實內(nèi)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,??赡芏际请S風(fēng)倒吧。外置電源應(yīng)該說是更科學(xué),,更方便才對,。但我也不得不隨風(fēng)倒,客戶要什么,,我就做什么,。但做內(nèi)置電源,有相當(dāng)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(guān)系,。內(nèi)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(nèi)置形狀了。
我是做開關(guān)電源的,,原來做過適配器,,充電器,鐵殼開關(guān)電源,。后來做LED電源,,最初是做些1W,3W的大功率LED驅(qū)動器,,但后來做的少了,。原因很簡單,沒有市場,。我發(fā)現(xiàn)大功率LED恒流電源,,只要其功率超過5W,基本就沒有市場,,只能是打樣,。因為LED太貴,。這也算給同行做電源的朋友提個醒,這是我的經(jīng)驗之談,。不知有多少人失足于大功率LED,,大功率LED雷聲大,雨點小,,害的不少在這一塊痛失老本,。還是小功率LED市場好一點。不過也不行,,現(xiàn)在小功率LED驅(qū)動器,,被阻容降壓電源占去大部分江山。恒流形的開關(guān)電源驅(qū)動小功率LED,,好是好,,就是很多人接受不了其成本。我出過一款恒流型小功率LED驅(qū)動器,,開關(guān)電源的,,效率達到0。9,,穩(wěn)定性可靠性,,恒流精度都很好,價格才五元錢,,但不少人還是嫌貴,,因為他們拿它和一元錢的阻容降壓電源去比較,當(dāng)然這二者根本沒法比,。我做的開關(guān)電源里面,有一個集成MOS的開關(guān)電源芯片,,還有一個變壓器,。這二者的成本就是放在那里的,當(dāng)然性能也是放在那里的,。但我相信,,最終小功率LED恒流驅(qū)動器會將阻容降壓電源淘汰掉。因為消費者會慢慢趨于理性,,一個阻容降壓電源做出來的燈具,,幾乎是沒有什么實用價值的,只能當(dāng)個擺設(shè)和玩具,,如果LED真的進入了通用照明領(lǐng)域,,阻容降壓電源根本無法勝任。我可以料到將來的情況會是,,隨著LED性能的提高,,價格的降低,電源成本也將會成為LED燈具成本的相當(dāng)重要的一部分。真正的燈具,,阻容降壓根本不能勝任,。阻容降壓電源大行其道,只是一個過渡,,最終還是恒流型電源為正宗,。
我目前還是看好小功率的LED燈具。小功率LED燈,,目前主要是光衰太大,,價格也不夠理想。但現(xiàn)在用于普通照明還是比大功率有優(yōu)勢,。我認為小功率LED燈具進入通用照明領(lǐng)域,,和節(jié)能燈一較高下,會是五年之內(nèi)的事,。而大功率LED進入通用照明,,則肯定是五年以外的事。所以現(xiàn)在我專注于小功率LED的研發(fā)和制作,。我注意到現(xiàn)在小功率LED應(yīng)用于通用照明的燈具主要有LED臺燈,,LED蜂窩燈,還有LED日光燈,。尤其是LED日光燈,,從07年下半年開始,很多人開始研發(fā),,可以說熱的不得了,。基本上現(xiàn)在找我的人里十個有八個都是做這個的,,所以我也做就開始做LED日光燈的電源,,做了一段時間,所以在此說一下這種電源的研發(fā)和制作的大致方法和原則,。個人所體會到的吧,。
關(guān)于外形
現(xiàn)在LED日光燈電源,做燈的廠家普遍要求放在燈管內(nèi),,如放T8燈管內(nèi),。很少一部分外置。不知道為什么都要這樣,。其實內(nèi)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,??赡芏际请S風(fēng)倒吧,。外置電源應(yīng)該說是更科學(xué),更方便才對,。但我也不得不隨風(fēng)倒,,客戶要什么,我就做什么,。但做內(nèi)置電源,,有相當(dāng)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(guān)系,。內(nèi)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(nèi)置形狀了,。
怕有些朋友不明白,,照個圖看一下
1/放燈板底下的。
2/放兩端的
關(guān)于此種電源的要求和電路結(jié)構(gòu)的問題—
我的看法是,,因為電源要內(nèi)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(dāng)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(jié)構(gòu)和所用的器件。先說電路結(jié)構(gòu),,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(nèi)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?,F(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(qū)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(guān)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(fù)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(yīng)該可以算是本人首創(chuàng)。
關(guān)于高PFLED日光燈電源,,大電流的LED日光燈電源的看法:
個人認為這些做法有很多時候?qū)嵲谑巧岜局鹉┒选,,F(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(guān),,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(qū)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(fù)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。倍受鼓勵,,接著談,。
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(guān)電源,,從而產(chǎn)生兩種做法,。這兩種做法,無論是原理,,還是器件應(yīng)用,,還是性能差別,相當(dāng)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(qū)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(shè)定一個電流閥值,,當(dāng)原邊MOS導(dǎo)通,此時電感的電流是線性上升的,,當(dāng)上升到一定值的時候,,達到這個閥值,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,,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(chǎn)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(zhì)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(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,因為其內(nèi)部有一個2,。5伏的基準,,然后用電阻分壓方式。當(dāng)輸出電壓高一點的時候,,或低一點的時候,,就產(chǎn)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,,可惜現(xiàn)在就是不太好找到很準的基準信號,常用的有三極管,,這個做基準溫漂大,,還有就是可以拿二極管約1V的導(dǎo)通值做基準,這樣的也可以,,可都不高,,最好的是用運放加TL431當(dāng)基準,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,,不是脈動的,脈 動的話就沒法取樣了,。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,,實際是限流,,控制較簡單,嚴格的說起來,,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(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。因為普通的開關(guān)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(chǎn)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(fù)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(diào)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(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(guān)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(guān)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(shè)計方法概論
非隔離降壓型是現(xiàn)在普遍使用的電源結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),,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,。
降壓式電源也有其好處,,主要第一點,,適合用于220,但不適用于110,,因為110V本來電壓就低,,一降就更低了,那樣輸出的電流大,,電壓低,,效率做不太高。
降壓式220V交流,,整流濾波后約三百伏,,經(jīng)過降壓電路,一般將電壓降到直流150V左右,,這樣即可實現(xiàn)高壓小電流輸出,,效率可以做高。一般用MOS做開關(guān)管,,做這種規(guī)格的電源,,我的經(jīng)驗是,可以做到百分之九十那樣差不多,,再往上也困難。原因很簡單,,芯片一般自損會有零點五W到一W,,而日光燈管電源不過就是十W左右。所以不可能再往上走?,F(xiàn)在電源效率這個東西很虛,,很多人都是吹,實際根本達不到,。常見有些人說什么3W的電源效率做到百分之八十五了,,而且還是隔離型的。
告訴大家,,即便是跳頻模式的,,空載功耗最小,也要0,。3W,,還什么輸出3W低壓,能到百分之八十五,,其實有百分之七十算很好了,,反正現(xiàn)在很多人吹牛不打草稿,可以忽悠住外行,,不過現(xiàn)在做LED的懂電源的也不多,。
我說過,,要效率高,首先就要做非隔離的,,然后輸出規(guī)格還要高壓小電流,,可以省去功率元件的導(dǎo)通損耗,所以象這種LED電源的主要損耗,,一就是芯片自有損耗,,這個損耗一般有零點幾W到一W的樣子,還有一個就是開關(guān)損耗了,,用MOS做開關(guān)管可以顯著減小這個損耗,,用三極管開關(guān)損耗就大很多。所以盡量不要用三極管,。還有就是做小電源,,最好不要太省,不要用RCC,,因為RCC電路一般的廠家根本做不好質(zhì)量,,其實現(xiàn)在芯片也便宜,普通的開關(guān)電源芯片,,集成MOS管的,,最多不過兩元錢,沒必要省那么一點點,,RCC只省點材料費,,實際上加工返修等費用更高,到頭到反而得不償失的那樣,。
降壓式電源的基本結(jié)構(gòu)就是將電感和負載串入300V高壓中,,開關(guān)管開關(guān)的時候,負載即實現(xiàn)了低于300V的電壓,,具體的電路很多,,網(wǎng)上也很多,我也不畫圖再說了?,F(xiàn)在9910,,還有一般的市場上的恒流IC基本都是用這種電路來實現(xiàn)的。但這種電路就是開關(guān)管擊穿的時候,,整個LED燈板就玩完,,這應(yīng)該算是最不好的地方了。因為當(dāng)開關(guān)管擊穿的時候,,整個300V的電壓就加在燈板上,,本來燈板只能承受一百多伏電壓,現(xiàn)在成了三百伏了,,這種情況一發(fā)生,。LED肯定要燒掉,。所以很多人說非隔離的不安全,其實就是說降壓的,,只是因為一般非隔離的絕大多數(shù)是降壓的,,所以認為非隔離的損壞一定要壞LED。其實另外兩種基本的非隔離結(jié)構(gòu),,電源損壞,,不會影響LED的。
降壓式電源要設(shè)計成高壓小電流,,效率才能高,,細說一下,為什么,?因為高壓小電流,,可以讓開關(guān)管電流的脈寬大一些,這樣峰值電流就小一些,,還有就是,,對電感的損耗也小一些,通過電路結(jié)構(gòu)就可以知道,,電路不方便畫,,具體也難以再敘述下去了。就隨便總結(jié)一下,,降壓電源的好處是,,適合于220高壓輸入使用,以使得功率器件承受的電壓應(yīng)力小,,適合做大電流輸出,比如做100MA電流,,比后兩種方式來的輕松,,效率要高。效率算比較高的,,對電感的損耗較小,,但對開關(guān)管損耗大一些,因為所有經(jīng)過負載的功率必須要經(jīng)過開關(guān)管傳輸,,但輸出的功率,,只有一部分經(jīng)過電感,如300V輸入,,120輸出的降壓型電源,,只有300-120,即180的部分要經(jīng)過電感,,120的部分是直接導(dǎo)通進入負載的,,所以說對電感損耗比較小,,但輸出的功率,全部要經(jīng)過開關(guān)管轉(zhuǎn)化,。