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LED球泡灯驱动剖析

发布时间:2022-07-02 10:53:11 来源:米乐m6官网

  及光源向民用商场大规模进军。而作为民用光源里边最为遍及的白炽灯,欧洲已经在2012年制止白炽灯出产和出售,美洲在2014年也制止了40W及其以上白炽灯的出产和出售,我国已于2012年10月制止了100W以上白炽灯的出产和出售,一起将会在2014年10月1日制止60W及以上白炽灯的出产和出售,将于2016年10月1日制止15W及以上白炽灯的出产和出售。

  在这大势下,作为白炽灯的直接代替光源,LED球泡灯的用量将得到巨大的进步。其质量也会良莠不齐。作为LED球泡灯内部不可或缺的驱动电源,其质量很大程度上决议了一个球泡灯的安全与否及质量好坏。

  非阻隔驱动(non­-isolated power)是指在输入端和负载端之间没有经过变压器进行电气阻隔,而又直接衔接,输入端和负载端共地,因而接触负载就有触电的风险。现在用得最多的对错阻隔直接降压型驱动。也便是把沟通电整流今后得到直流高压,然后就直接用降压(Buck)电路进行降压和恒流操控,非阻隔驱动的长处是本钱低、简略、体积小、功率高。

  当非阻隔驱动应用于球泡灯时,运用铝材(金属)外壳无法做到安全性的规范(输入对外壳要求耐压4KV),故而外壳有必要选用绝缘材料加工,一般有塑料、导热塑料、塑包铝等方法来完成。可是选用导热塑料或许塑包铝的方法又使得LED球泡灯的本钱添加,选用塑料加工成的外壳又无法有用的散热。在这样一个LED竞赛剧烈的大环境下,很大一部分商家为了寻求赢利及出售额,无视安全要素制作许多非阻隔金属外壳的球泡灯,又或无视产质量量制作许多塑壳球泡灯,一起灯具的功率往往虚标30%以上。

  如图1.1:电阻限流式驱动,仅选用一个桥堆,将50Hz的正弦波沟通电改变为100Hz的半正弦波脉动直流电,经过限流电阻来约束LED的均匀电流。该驱动方法在电压未到达LED模块(由多个LED串联构成)敞开电压前,LED不发光;电压超越LED模块的敞开电压后,经过LED的电流逐步添加,表现方法为I=(U-Uon)/R,经过LED的电流会跟着电压的改变而改变。

  如图1.2所示(绿线表明桥堆输出端电压,红线表明LED电流,蓝线表明电阻R上的电压),LED电流有接连(频率为100Hz),LED电流存在的时分也有巨细改变,故而表现为频率为100Hz的频闪现象。

  如图1.2所示,LED模组串联个数较多(即敞开电压需求较高)、限流电阻较小时,LED电流断续时间长,频闪作用显着,可是电阻上耗费的能量较小(红线电流与蓝线电压的积分),即功率相对较高。

  如图1.3所示,LED模组串联个数较少(即敞开电压需求较低)、限流电阻较大时,LED电流断续时间短,频闪作用较不显着,可是电阻上耗费的能量较大,功率相对很低。

  电阻限流式非阻隔驱动,在电网电压不稳守时,球泡灯的功率改变为ΔP=ΔU2/R,因而功率极端不安稳,形成照明亮度改变显着,而且功率跟着电压动摇的平方改变,使得灯具十分简略长期在超越规范温度下作业,寿数减短。

  该驱动计划因为负载首要呈现为阻态,电压过零的时分不存在电流,故而功率因数较高挨近1,不过因为限流电阻的存在其功率很差一般只需30%~65%的功率,可是因为该计划本钱十分低价,导致许多出产商出产该类产品,LED球泡灯的质量很难得到确保,其安全性也难以得到确保。

  如图2.1:恒流二极管驱动,选用一个桥堆,将50Hz的正弦波沟通电改变为100Hz的半正弦波脉动直流电,经过恒流二极管来约束LED的电流。该驱动方法在电压未到达LED模块(由多个LED串联构成)敞开电压前,LED不发光;电压超越LED模块的敞开电压后,经过LED的电流由恒流二极管约束,表现为安稳电流状况。桥堆后边的电容是平衡功率及功率因数用的。

  不加桥堆后的电解电容,如图2.2所示(绿线表明桥堆输出端电压,红线表明LED电流,蓝线表明恒流二极管CCD上的电压),LED电流有接连(频率为100Hz),可是LED电流存在的时分表现为恒流状况,故而表现为频率为100Hz的现象,相同,因为恒流二极管约束了经过的电流,其两头必定会承载超出LED作业电压的那部分电压,因而功率较低,一般在70%左右,可是其电流根本跟从电压波形,功率因数较高,可较简略做到0.9以上。

  加上桥堆后的电解电容,如图2.3所示,LED电流接连且安稳,因而在电容量足够大的前提下该驱动计划就表现为无频闪,而且,因为电解电容将桥堆后的电压动摇下降了,因而LED模组的电压的设定能够充沛的挨近桥堆后输出电压,使得恒流二极管不必承载过多的电压,进步驱动功率,一般可进步至85%左右,可是其电流安稳,在输入电压过零的时分导致许多的无功功率发生,功率因数较低,一般只需0.5~0.6。

  恒流二极管完成的非阻隔驱动,在电网电压不稳守时,球泡灯的功率改变为ΔP=ΔU*I,因而功率起浮与电压动摇成正比,可是灯具照明作用相对安稳,可是因为恒流二极管的价格一直较高,而且其电流驱动才能只需几十毫安,故而无法得到推广应用。

  如图3.1:阻容降压作业原理是使用电容在必定的沟通信号频率下发生的容抗来约束最大作业电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所发生的容抗约为3180欧姆。当220V的沟通电压加在电容器的两头,则流过电容的最大电流约为70mA。尽管流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不发生功耗,因为假如电容是一个抱负电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。依据这个特色,在其后边串联一个LED模组,只需电流设定正确,那么LED两头的电压也必定是额外状况下的电压。

  因而该计划因为电容首要耗费无功功率,功率较高,可是其功率因数往往十分低,一般在0.4左右。而且C2的容值巨细直接决议了频闪的明显与否。

  因为LED作业需要比较安稳的直流环境,因而该计划常常选用桥式全波整流,可是全波整流发生浮置的地,并在零线和前方之间发生高压,形成人体触电损伤,是为比较风险的一种驱动。

  电网电压动摇时,LED电流也会同比的跟从改变,因而,其安稳性也较差,而且因为电容寿数直接影响容值,使得容值变小,输出电流也会随之下降,使得LED球泡灯的光衰倍化加重。

  可是,因为其本钱低价,线路十分简略,而且对LED模块的作业电压的规模几乎没有要求,通用性十分高,使得现在大部分厂家选用阻容降压的方法作为中低功率的球泡灯驱动。

  4.线:线性驱动,选用一个桥堆,将50Hz的正弦波沟通电改变为100Hz的半正弦波脉动直流电,然后经过线性恒流芯片依据当时状况下的半正弦波电压值来分段驱动LED模块,而且约束每一段LED的电流。简略的说便是电压到达榜首段LED模块作业电压时,榜首段LED作业,电流约束在红线的榜首个台阶处;电压到达榜首段LED模块作业电压与第二段作业电压之和时,榜首段LED和第二段LED一起作业,电流约束在红线的第二个台阶处;电压到达三段LED模块作业电压总和时,三段LED一起作业,电流约束在红线的第三个台阶处;该驱动方法在电压未到达榜首段LED模块作业电压前,LED不发光,没有损耗;电压超越榜首段LED模块的作业电压后,经过LED的电流由线性驱动芯片约束,表现为安稳电流状况,在到达后段LED作业电压前,超出的电压将由芯片内部的MOS吸收,该部分能量为损耗能量。经过合理的LED串联分段,尽可能使得三段的作业电压拟合正弦波,充沛减小损耗,驱动的功率可进步至90%以上

  相同的,在桥堆后边加上电解电容,能经过下降功率因数来完成无频闪,在Cin足够大,将电压的波谷值拉升至一切LED作业电压之上,频闪现象就将彻底消失,可是功率因数也会将至0.5左右。如图4.3