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分享:LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)中恒流IC的使用心得

發(fā)布時(shí)間:2014-03-10 責(zé)任編輯:sherryyu

【導(dǎo)讀】曾經(jīng)LED燈具都是使用的恒壓電源,最后又用到恒流驅(qū)動(dòng),但是做工程師設(shè)計(jì)的很清楚很多時(shí)候LED燈會(huì)出現(xiàn)閃燈等性能不穩(wěn)定現(xiàn)象。故可知要想做好恒流驅(qū)動(dòng),先要找好LED的恒流芯片,而恒流IC比較貴,那么如何在低成本基礎(chǔ)上尋求正確無(wú)誤的LED恒流IC是一個(gè)很重要的工程。下文為大家分享LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)工程師的十年使用恒流IC心得。

 以前的LED燈具都是用恒壓電源,當(dāng)時(shí)不了解LED的性能,按照廠家給的數(shù)據(jù)每只小燈珠給到20MA,經(jīng)過(guò)我們測(cè)試后,燈珠總是燒掉,才知道廠家的數(shù)據(jù)是不可靠的,我們減小了電流使用。那時(shí)是在2002年,做些MR16小燈泡,廣告牌之類的應(yīng)用。我是2007年才開始做恒流驅(qū)動(dòng),什么HV9910,PT4107,PT6901,SN3910,IR的,試驗(yàn)多了,但是最先成功的是QX9910,出過(guò)一些貨,但是QX9910有很多不良品,老化后的產(chǎn)品也不太穩(wěn)定,經(jīng)常有閃燈現(xiàn)象,現(xiàn)在還有一些剩余的做紀(jì)念品了。我認(rèn)為,要想做好驅(qū)動(dòng),先要找好芯片。

當(dāng)初在07年的時(shí)候,恒流IC很難找到,價(jià)格也貴的離奇,一片HV9910要8元,一片IR的 S2540要25元,其實(shí)就是一個(gè)半橋芯片,拿來(lái)唬人,還有什么日本的一些芯片也是拿來(lái)唬人的,其實(shí)就是一般的恒壓IC,我在這些無(wú)聊的芯片上走了很長(zhǎng)時(shí)間的彎路,嚴(yán)重影響了進(jìn)度。

HV9910系列產(chǎn)品在第二代IC也很流行,但是技術(shù)原因,高壓直接進(jìn)IC,容易炸機(jī)。后來(lái)出來(lái)了很多仿制品,仿的最好是SMD802,多個(gè)輸出短路保護(hù),曾被大量采用,隨著更新?lián)Q代,這種IC現(xiàn)在也落伍了。 很多種IC還沒(méi)有正式投產(chǎn)就夭折了。

09年推出了BP2808,這種非隔離的IC用了幾年都是長(zhǎng)勝不衰,做1000片也很難壞一個(gè)電源,因?yàn)锽P2808是第三代IC,性能穩(wěn)定,它能輸出30W以上的功率,并可長(zhǎng)期使用,效率更高,輕松95%。 這種驅(qū)動(dòng)芯片都有一個(gè)共同的缺點(diǎn),就是EMCT EMI不好過(guò),經(jīng)大家長(zhǎng)期的探索認(rèn)為在MOS電源輸入端加二個(gè)差模電感就能解決EMC,而EMI的解決辦法是有幾種,有的在MOS管的漏極加個(gè)磁珠,但這種方法加大了損耗來(lái)?yè)Q取的,我的辦法是在漏源極(S-D)用100P以上的陶瓷電容加到上面的,這種方法能有效提高效率,還能控制EMI。

晶豐在不斷的進(jìn)取,現(xiàn)在又推出BP3105,在寬電壓的范圍內(nèi),恒流精度在1%,這樣擊敗了國(guó)內(nèi)外所有的方案公司,國(guó)內(nèi)的第一家調(diào)光恒流IC:BP3109也不錯(cuò)的,它的設(shè)計(jì)是亮度在一定情況下截止,避免了閃亮現(xiàn)象,成本很低。聽說(shuō)下半年還有更好的IC推出。

BP2808也有仿制的,但是晶豐明源現(xiàn)在已調(diào)整價(jià)格,貴三、二毛還是用原廠的穩(wěn)定,這種仿制的IC在一家供貨樣品時(shí)就出了問(wèn)題,試驗(yàn)四個(gè)燒了二個(gè)燈板,有幾家向我推廣我沒(méi)敢用。

但是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)最便宜的IC是芯聯(lián)的,CL1100原邊控制小功率電源,適應(yīng)燈杯系列產(chǎn)品。芯聯(lián)是靠抄板起家,這樣成本就低,所以賣的價(jià)格便宜,性能還可以接受,穩(wěn)定性也很好,因此出貨量很大,也是最流行的芯片之一,當(dāng)然該公司也有更大功率的芯片。

GR8210,是臺(tái)灣綠達(dá)公司的產(chǎn)品,在試驗(yàn)時(shí)表現(xiàn)還不錯(cuò),效率和功率因數(shù)都很好,它是在BP2808的基礎(chǔ)上改進(jìn)了EMC,但是在出貨量大的情況下就不是很理想,里面有10%以上的不良品,另外同樣的串連方式,在并聯(lián)數(shù)量變化時(shí),電感量也要跟著變換,所以對(duì)電感的要求特高,好處是EMC在內(nèi)部得到控制,容易過(guò)EMC。這種IC的成本較高,到現(xiàn)在也沒(méi)有幾家量產(chǎn),不宜水土。

低壓DC-DC成本最低屬M(fèi)C34063了,一個(gè)芯片只要0.23元,經(jīng)過(guò)使用是3*1W,1*3W做的還不錯(cuò),電流再大就不好說(shuō)了。

這種原邊驅(qū)動(dòng)的電路最早是美國(guó)IWTT公司開發(fā)的,公認(rèn)性能是最穩(wěn)定的,成本也不算高,但是國(guó)內(nèi)相繼仿出了性能相當(dāng)?shù)男酒F渲蠭W3620要比L6562好用些.

國(guó)內(nèi)外還有很多家方案公司,估計(jì)有幾百家,有原創(chuàng)的,也有仿制的,下面還有一些我知道做的不錯(cuò)的。

昂寶:OB2203,2263等有一些產(chǎn)品比較好用,但是聽說(shuō)有些工程師做的不太成功,偶爾有炸機(jī)現(xiàn)象,但我覺(jué)得這個(gè)芯片還是不錯(cuò)的,做不好不能怪芯片,是技術(shù)沒(méi)達(dá)到。

芯朋,士蘭微都是名廠,相繼推出了幾種功能的芯片。很多公司做出了仿L6561和(L6599)半橋芯片,大多數(shù)還是很好用的。
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這種不隔離的芯片經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后的效率為什么沒(méi)有DEMO的效率高呢? 不隔離的電源影響效率的元件有哪些?

第一:續(xù)流二極管,這個(gè)二極管的內(nèi)阻直接影響到效率,我的萬(wàn)用表二極管擋25℃測(cè)量是400以下,溫度再高時(shí)二極管的內(nèi)阻還要低幾個(gè)點(diǎn)。

但是在找二極管時(shí)要費(fèi)勁周折,很多廠家的二極管都不符合要求,價(jià)格有高有低,差一倍,后來(lái)找到了一家價(jià)格低質(zhì)量好的商家,是廠家的柜臺(tái)。

電感:電感的磁芯和線徑很主要,別小看這個(gè)元件,它的質(zhì)量也決定成敗,盡量要用體積大一些的,線徑盡量粗,這樣產(chǎn)生的內(nèi)阻會(huì)小,效率才會(huì)高。不要用那些銅包鋁的雜線。

MOS管:比如做一個(gè)20W左右的電源,85V時(shí)電流是0.2左右,用個(gè)1N60也就夠了,但是為了提高效率我用的是4N60,這個(gè)芯片要比1N60大幾倍,內(nèi)阻要小的多,發(fā)出的熱量也沒(méi)1N60那么高,但是在采購(gòu)時(shí)要注意一些假冒偽劣產(chǎn)品,先用萬(wàn)用表判斷一下,用二極管擋測(cè)一下DS之間的阻值,4N60的阻值是500左右,如果大于這個(gè)數(shù)字,認(rèn)為是芯片小或不合格的產(chǎn)品。 有時(shí)做20W以上的可以考慮用10N60,這樣效率還會(huì)高些。

還有布板工藝,電源的供電離用電部分的距離不能太長(zhǎng),如果長(zhǎng)了,高頻信號(hào)的損耗會(huì)增加很多,如果線長(zhǎng)了,也要把濾波電解安裝在很近的地方。 布板工藝:

在布板時(shí)有干擾是很影響功率的,有的功率做不大,或做大了發(fā)熱嚴(yán)重,干擾信號(hào)在電源波形過(guò)零時(shí),產(chǎn)生了干擾后會(huì)使電感上的電流不能全部放出,加大取樣電阻后會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱現(xiàn)象。 地線和電源線盡量加粗,有些空閑地方鋪地線,以屏蔽和吸收空間干優(yōu)信號(hào)。

這種驅(qū)動(dòng)板必須要用FR-4的波纖板,因?yàn)檫@種板散熱還很好,做板時(shí)要用銅厚1AS以上的,這樣電流走的很流暢。這些都是與效率和可靠性有關(guān)的。

其實(shí)我們用的元器件都有些溫度特性,就是在溫度的高低時(shí),元件本身的參數(shù)會(huì)變化一點(diǎn),當(dāng)然元件有正溫度和負(fù)溫度系數(shù)的特性,在購(gòu)買一些元件時(shí),特別是電阻,要問(wèn)廠家,以便在使用時(shí)在電路上的安排。

至于LED電源的壽命問(wèn)題,很多人認(rèn)為電解標(biāo)出的壽命就是LED電源的壽命,這種說(shuō)法是沒(méi)有根據(jù)的,一些人在家里看了幾十年的電視,到現(xiàn)在還沒(méi)有壞,電解也沒(méi)有換過(guò),為什么還能工作呢,回答是電解不會(huì)影響壽命的,前些年的電解最好只能做到2000H,而現(xiàn)在的電解都在2000H以上我們用的都在3000-5000H的電解,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)把容量加大一些就解決了,廠家的電解是在保證這個(gè)時(shí)間容量的數(shù)據(jù),電解溶液是一點(diǎn)一點(diǎn)干枯的,到了壽命后期還會(huì)保持一定的容量,一般不會(huì)影響到使用。

像老式電子管收音機(jī)的電解確實(shí)不行,三、二年就要換個(gè)新的,那時(shí)的工藝不能和現(xiàn)在來(lái)比,是紙筒和黃蠟封裝,后來(lái)出現(xiàn)了鋁電解,壽命會(huì)長(zhǎng)一些,但也不超過(guò)1000小時(shí)。我認(rèn)為一般的電器壽命不會(huì)小于10年。

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