LED电路

LED驱动电源LED驱动电源是LED照明的支撑，因为LED的单体电压无法做到很高，所以需要单独的稳定电源来提供驱动和调整。LED厂商对于LED驱动电源的认知由于电源的问题导致LED照明产品出现不少问题，各大公司也花费了许多时间和资金投入LED驱动电源的研发，但效果都不理想，所以很多公司无可奈何之下把LED驱动电源的研发与设计外包。LED驱动电源问题，基本上每一家做LED照明灯具的厂商均有出现；如：路美、九洲、联创、国星光、鹤山银雨等众多大企业；许多公司专门设立了电源的研发团队，不仅造成了资金的巨大投入，同时也极大的延长了LED应用的产业周期，并且带来了种种因为电源不可靠而导致的后续问题，所以LED照明厂商都愿意把LED驱动电源外发给专业的LED驱动电源厂商来做，自已则不设计LED电源。目前也有自己设计制造生产驱动电源的LED照明厂家，但是更多的都是照抄行业标杆的设计，自己通过更换不敏感部件来降低成本。LED照明灯具常见的LED连接方式LED驱动电源分类2008年开始，LED驱动电源基本上都是采用恒流设计，LED恒流驱动电源又分为非隔离式驱动与隔离式驱动两种恒流电源：非隔离式LED驱动电源主要采用电阻/电容降压与电阻降压两种方式;这两种设计成本低，转换效率高，但是EMI/EMC处理困难，基本无法申请安规认证，只能通过LED照明整灯一起过安规。此类LED驱动电源主要应用在LED日光灯/吸顶灯/天花灯/吊灯/筒灯/灯泡/LED路灯景观灯的分路恒流/护栏管等20W以下的LED照明产品中应用。非隔离式LED驱动电源程序AC-DC电源管理芯片厂商情况如下：1、HV9910：HV9910是美国超科公司推出的一款IC，目前市场占有量较大，有着很好的使用范围。这款LED驱动器IC灵活简单，效率超过90%，直接高压启动，减少相关元件的数量，从而降低了系统成本。HV9910可将调整过的85V至265Vac或8V到450Vdc电压源转换为一个恒流源，从而为串连或并联的高亮LED提供电源。过压或MOS管选取不当会容易造成LED永久损坏,过高的电压在没有及时反馈的情况下,MOS管会被击穿,LED过流而损坏.那需要解决的办法是,在设计这颗IC时需要前端设计限压线路。不适合应用于波动电压大的场合，例如供电电压突然从100V升高到300V,会大电流瞬间损坏LED。这个情况是有的，在设计时要尽量避免使用在供电电压波动太大的场合。HV9910适合设计在供电电压相对稳定,有限压保障，负载不大的电源电路中。2、PT4107：PT4107是华润矽威针对高功率LED照明市场推出的一款IC,输入电压既可为传统的110V/220V交流电压，又可为18V以上到数百伏直流电压。它以独特的电路结构，采用峰值电流检测为大功率LED提供恒定的供电电流。PT4107为系统提供了安全可靠的过流、过温保护，提高了整个系统的可靠性。整体供电效率可达85%以上，并为使用者提供良好的调光措施。内部集成频率抖动功能以改善EMI。此IC需要启动电路，电路复杂，且自身损耗比较大。此款IC在实际应用中还是存在很多问题，例如有客户反映的：自身发热高，还有在大W数时不稳定，会损坏LED或电源板。（东莞勤上光电和深圳森瑞特就使用过但放弃了这个方案）。3、LNK306LNK306是PI公司于2004年推出的一款单片式IC，工作频率66KHZ，采用频率抖动技术以降低EMI，IC的保护功能完善，内部有短路后自动重启动的保护电路，开环故障检测及保护，限流保护和过热保护。外围比较简单，稳定性强，效率高。缺点是价格高，功率做大后，发热严重，噪声比较大，适合做10W以下的LED电源。4、QX9910：QX9910是泉芯推出的一款高亮度LED驱动IC，采用恒定关断时间控制方式（可设置），频率可达2MHZ。需要低压启动供电电路。5、XLT604:XLT604是厦门联创推出的采用BICMOS工艺设计的PWM高效LED驱动控制芯片，工作频率高达300KHZ（由外部设定），其他功能如QX9910，需要低压启动供电电路6、TAC9910：TAC9910是台创推出的一款高亮度LED驱动IC，跟QX9910一样，采用恒定关断时间控制方式（可设置），频率可达2MHZ。需要低压启动供电电路，封装和管脚与QX9910完全兼容。7、UC3843:这颗芯片是经典的开关电源PWM控制芯片，应用很广，拓扑结构是隔离式的，现在有一部分工程师将它用在非隔离电路中，做LED照明驱动用，应用情况的好坏众说不一。它的最大特点是价格便宜，不到1元人民币。8、FT870BA：FT870BA是辉芒微电子推出的一款高亮度LED驱动IC，功能与HV9910类似，采用高压启动供电电路，外围设计较为简单，工作于开环的电路控制模式，不需要对环路进行环路补偿便可以得到很好的输出电流调节效果。在全电压输入条件下，输出功率大于18W以上时电源发热量比较大，工作频率25KHZ，（在大多数电源IC需要的电感尺寸比较大，不利于电源内置）FT870的电感规格相对来讲要小很多，所以比较容易做内置。综合以上非隔离式AC-DC电源管理芯片来讲，从性能来讲，其中以HV9910与FT870BA最好，HV9910推广较早，市场占有率较高，效率可达85%以上，PF值可达90%以上，但是HV9910做出来的电源温度较高，对于MOSFET的要求也较高特别是MOSFET的开关响应速度，成本较贵，以15W的LED日光灯电源来讲，HV9910的材料成本约在RMB12/PCS；而FT870BA是FMD2008年3月开始推向LED照明市场的，效率达85%以上，PF值达90%，且LED驱动电源温度控制在常温测试中45度左右，对于MOSFET的要求不高，以15W的LED日光灯电源来讲，FT870BA的材料成本可以控制在RMB10/PCS左右；UC3843为国半的早期产品，不算真正的恒流芯片，需采用PC817+TL431做分立恒流，效率可达93%，但PF值只有75%左右，其电流恒流精度不够，容易出现灯闪及LED光衰严重也容易烧灯，此方案基本上已经补淘汰，其它厂商的LED驱动芯片也只是刚推向市场，技术与超科与FMD据客户反映相差太远，基本上不太考虑采用。隔离式LED驱动电源主要采用变压器降压方式与开关电源降压方式两种，隔离式LED驱动电源新方案主要采用PWM控制开关电源降压方式和PWM+PFC控制开关电源降压方式，目前隔离式LEDAC-DC驱动电源芯片选择不是很多，其中重点讲几款现市场上主流的品牌及型号就行：PILNK60X属于LinkSwitch-II,产品特性为:精确的初级侧恒压／恒流控制器省去了次级侧控制和光耦器无需电流检测电阻来实现最大效率使用很少元件，并降低成本和提高可靠性的解决方案过热保护功能–严格的容差范围(±5%)加上迟滞恢复功能，可确保PCB温度在所有条件下均处于安全范围内自动重启动输出短路和开环保护EcoSmart®–轻松满足所有当前及提议中的国际能效标准–中国(CECP)／CEC／EPA／欧盟委员会开／关控制可在极轻负载时具备恒定的效率在265VAC输入情况下，空载功耗200mW超低漏电流：在265VAC输入情况下5μA（无需Y电容）轻松满足EN55015和CISPR-22B级EMI标准LN60X主要应用在6W以下的LED照明产品的驱动电源中,应用产品如:LED射灯/灯泡/台灯/壁灯日光灯等TNY27X属于TinySwitch®-III,产品特性为:非常高的效率：大于82%,元件数量少：只需40个元件不需要共模电感就能满足EN55022B对传导EMI要求填谷电路使电源满足IEC61000-3-2THD限制ON/OFF控制抑制由填谷（THD校正）电路引起的较高工频纹TNY27X主要应用在6W-20W的LED照明产品的驱动电源中,应用产品如:LED日光灯/吸顶灯/PAR系列灯/吊灯/天花灯/景观灯等.TOP25X属于TOPSwitch-GX,产品特性为:在通用输入范围内均可工作，因此单一的设计即可全球适用基于单级PFC的恒压／恒流电源,满足商业环境下最小功率因数(PF)为0.9的要求,（能源之星SSLVER1.0）,符合IEC61000-3-2中对级别C设备规定的谐波含量限制,在整个输入电压范围内均具有高效率（约80%）,符合EN55015B传导EMI限值，EMI裕量10dBμV,自动重启动功能提供不定时的输出抗短路能力TOP25X主要应用在9W以上要求LED驱动电源带PFC控制的LED驱动电源2.ON安森美单片交流-直流(AC-DC)恒流驱动器，功率范围在5至15W之间，如NCP1013、NCP1014和NCP1028等。NCP系列离线控制器，同时包含隔离型和非隔离型，功率高达150W。安森美半导体提供用于街道照明、具有单段式功率因数校正器(PFC)的参考设计。图1(b)：输入功率介于10至25W的LED照明解决方案功能框图NCP1651在单芯片解决方案中集成了功率因数校正和转换器，带有外部FET，允许根据所需功率实现可扩展的解决方案。NCP1651具有隔离型降压功能，支持连续或不连续模式操作，并支持平均电流模式控制(ACMC)和固定频率控制，其高精度乘法器可用于降低总体谐波失真(THD)。它还具有过温关闭和外部关闭等功能。这款单段式PFC控制器适合于电子镇流器、街灯、交通信号灯和照明等应用。对于输入功率介于25W和60W之间的LED照明应用而言，可以采用NCP1351这样的PWM控制器；对于输入功率在60W至150W范围而言，PWM控制器可以采用NCP1271；输入功率在150W至300W范围的，可以采用NCP1396这样的PWM控制器。而对于25W至300W的输入功率范围而言，都可以采用临界导电模式(CRM)的PFC控制器NCP1606。BYDBF1501适用于10W以下的LED照明产品,如:LED射灯/台灯/壁灯等级绕组控制，消除光耦合器和TL431新的控制技术实现了很少的元器件和低成本解决方案恒定电压精度（CV）:±5%恒定电压精度（CC）:±10%各种保护功能，以应付任何单一故障案例。高能源效率的满足能源之星2.0的要求良好的EMI性能，容易满足en55022B级（没有Y型上限需要）小的SOT23-6封装LED驱动电源的商业运营1.目前LED驱动电源,都是以客户下订单30%订金,LED驱动电源厂商做了产品后,客户支付货款,LED驱动电源厂商安排出货,或是客户验货OK后,付全款.2.目前LED驱动电源按不同功率及技术参数的要求,利润点有高有低,但一般都不低于20%的毛利，功率越高，利润点越高，平均LED驱动电源的毛利润在30％左右。D21N4007D41N4007D11N4007D31N4007R1=20RC12.2uFC24.7uF3Q16822H1IC1123456R102.5R65++D61N4007R51.8MR72.4MR6=390RC51nFD5SR160C3330uFR22K4V+V-2L1=1mH+C82.2uFC41nFR415RR87.5MR9=1.69K+常见LED灯具的一些特点1：球泡灯外形类似白炽灯，主要用途也是用来代替白炽灯。功率范围从1W-10W不等，根据功率不同常用1-2颗400V2.2-10UF电解。除了一些国际大牌的高端货，其余很多都售价低廉，是LED灯的普及型号，目前产量最大。常见品牌：真明丽，太一节能，久好，宝诚鑫，众光，久量，泰祥，欧普，飞诺特，上舜照明，银雨，长方LED照明，三雄极光，鹤山银雨照明(真明丽)、中山鑫达、中山明然光电和深圳圆帅照明(首选科技)，等等。2：LED日光灯LED日光灯管灯，主要是用来代替传统日光灯和节能型荧光灯。功率从5W-20W不等，使用高压电容250V22uf或者400V4.7-15UF的1-4颗，低压输出端电容50V330-470UF或者100V100uf一颗。常见品牌：林洋，超美照明，恒曼光电，鑫宏祥光电，天炫灯饰，勤上光电、雷士照明、佛山照明，长方光电，中天照明、木林森。3：LED路灯LED路灯的生产