LED驅動(dòng)IC特點(diǎn)與選擇

問(wèn)：LED驅動(dòng)必須用專(zhuān)用LED驅動(dòng)IC嗎?與普通IC相比有何優(yōu)缺點(diǎn)呢?

答：LED驅動(dòng)專(zhuān)用IC的優(yōu)點(diǎn)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(dòng)用恒流源主要是保證LED在發(fā)光的工作時(shí)間段光線(xiàn)亮度一致、不閃爍。低價(jià)手機用LDO來(lái)驅動(dòng)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(shí)關(guān)機。LED照明燈具用LDO來(lái)驅動(dòng)就不是好方法了，LDO不能恒流。

問(wèn)：那么國產(chǎn)和外國LED驅動(dòng)IC又該怎樣選擇?

答：LED驅動(dòng)IC很多，性?xún)r(jià)比各不相同，關(guān)鍵看設計產(chǎn)品的目標價(jià)位是多少，如求競爭能力和較多利潤，本土IC產(chǎn)品也不錯。

LED驅動(dòng)電源選擇和設計問(wèn)題

問(wèn)：選擇和設計LED驅動(dòng)電源時(shí)要考慮哪些問(wèn)題?

答：LED驅動(dòng)電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉換器，通常情況下：LED驅動(dòng)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(dòng)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(wǎng)的用電規則和LED驅動(dòng)電源的特性要求，在選擇和設計LED驅動(dòng)電源時(shí)要考慮以下問(wèn)題。

a.高可靠性特別像LED路燈的驅動(dòng)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(dòng)方式現在通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)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(dòng)方式要根據實(shí)際需要。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會(huì )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(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此LED驅動(dòng)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(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配；要符合安規和電磁兼容的要求。
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LED驅動(dòng)IC發(fā)展方向

講解：照明用LED驅動(dòng)IC發(fā)展方向

LED光源是一種長(cháng)壽命光源，理論壽命可達50000小時(shí)，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(huì )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(shí)以下，這就成了制造長(cháng)壽命LED燈具技術(shù)的攔路虎，設計生產(chǎn)可以在應用電路里省去電解電容器的新一代LED驅動(dòng)IC是可行的解決方案。

此外，對新一代LED驅動(dòng)IC的設計必須打破傳統的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(chǎn)生的燈源閃爍和多燈并聯(lián)不亮問(wèn)題等等；還必須解決LED驅動(dòng)IC在多種應用電路中能過(guò)EMC、安規、CE、UL等認證；應用電路力求簡(jiǎn)潔、使用元器件少也是客戶(hù)降低成本所夢(mèng)寐以求，和市場(chǎng)競爭所必須的；隔離與非隔離的應用歷來(lái)是商家在安全與效率之爭焦點(diǎn)；提高PWM控制器的占空比等等。

0.5W-3W的LED光源與LED驅動(dòng)IC集成在一個(gè)CMC封裝內的新一代芯片已經(jīng)小批量生產(chǎn)，顯示LED驅動(dòng)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(dòng)發(fā)光的新一代、特殊拓撲結構ACLED光源生產(chǎn)技術(shù)的日趨成熟，將開(kāi)創(chuàng )LED照明技術(shù)的又一新紀元。

隔離型與非隔離型驅動(dòng)方案比較

問(wèn)：目前在以市電為輸入電源的LED驅動(dòng)方案中，隔離型與非隔離型兩種驅動(dòng)方案相比較各自有何優(yōu)缺點(diǎn)?如何選用?

答：總的來(lái)說(shuō)，隔離型驅動(dòng)安全但效率較低，非隔離型驅動(dòng)效率較高，應按實(shí)際使用的要求來(lái)選隔離型還是非隔離型驅動(dòng)。

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(jiǎn)單，因而成本也相對較低。

恒流精度：隔離型可以做到±5%以?xún)?，而非隔離型則很難做到。

在應用領(lǐng)域：目前在以市電為輸入電源的LED燈具中(特別是驅動(dòng)與光源一體的燈具)，本著(zhù)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。
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AC直接驅動(dòng)的LED技術(shù)

問(wèn)：用AC直接驅動(dòng)的LED技術(shù)是怎么回事?

答：ACLED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，ACLED晶粒串組成類(lèi)似一個(gè)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(dòng)，3串LED晶粒發(fā)光，負半周沿綠色通路流動(dòng)，又有3串LED晶粒發(fā)光，四個(gè)橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對橋臂上的LED晶粒同時(shí)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(huì )以每秒60次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動(dòng)直流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)的，LED有斷電余輝續光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動(dòng)光點(diǎn)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在發(fā)光。LED有一半時(shí)間在工作，有一半時(shí)間在休息，因而發(fā)熱得以減少40-20%。因此ACLED的使用壽命較DCLED長(cháng)。

ACLED成熟的產(chǎn)品如首爾用于A(yíng)C110C的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。

工程師LED驅動(dòng)電路設計問(wèn)題解答

LED日光燈明暗不均如何解決?

問(wèn)：23串12并，恒流電源，線(xiàn)路板上有明顯的明暗不均現象，測得電壓在3.02-3.08之間，單顆燈試，3.1v時(shí)暗區的電流為10-15ma亮區在20ma左右，請教這是怎么回事?

答：可能是PCB布線(xiàn)不好，活著(zhù)鋁基PCB板有漏電，可用分段割斷的方法來(lái)尋找，只是比較費時(shí)罷了。0.06W的LED光源，理論工作電流是20mA，一般做燈具為防LED早衰，可設計在15-18mA。

PWM恒流LED驅動(dòng)芯片設計日光燈電源問(wèn)題。

問(wèn)：最近在用一款PWM恒流LED驅動(dòng)芯片做日光燈電源，出現以下問(wèn)題：
a，恒流源不恒流，在輸入80V-250V電壓變化過(guò)程中，電流先增大，后減小，且變化范圍比較大，電感換過(guò)很多個(gè)(電感都是自制，從500uH-3mH)，問(wèn)題依舊
b，使用的MOS管是5N5001，測試DS兩端電壓，在輸入150V左右時(shí)，數字萬(wàn)用表開(kāi)始亂跳。

答：a.PWMLED驅動(dòng)IC組成的LED日光燈電源方案在Vin小范圍變化時(shí)，對于固定負載是恒流的。當Vin大幅度變化時(shí)它需要有一個(gè)響應時(shí)間，當線(xiàn)路設計不好或PCB板設計不好時(shí)，應當在Vin變化時(shí)，Iout也會(huì )有一定的變化。
b.用數字萬(wàn)用表測試DS電壓是不合理的，如果想看該電壓該用示波器看。
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LED閃爍問(wèn)題

問(wèn)：驅動(dòng)鹵素燈的時(shí)候降低電壓，鹵素燈亮度降低，沒(méi)其他變化。驅動(dòng)LED時(shí)降低電壓，LED在一定程度上會(huì )發(fā)生閃爍。為什么呢?

答：鹵素燈是純電阻負載，因此鹵素燈電子變壓器與其配合能很好的工作。而LED燈具是容性阻抗+感性阻抗的負載，鹵素燈電子變壓器接受LED燈負載時(shí)它輸出的能力會(huì )大大下降，表現為輸出電壓由12V驟降至7V，如是8V啟動(dòng)的驅動(dòng)IC即進(jìn)入欠壓保護狀態(tài)，此時(shí)鹵素燈電子變壓器輸出電壓又升至12V，如此周而復始，使你見(jiàn)到LED燈在閃爍。解決方案是選用啟動(dòng)電壓低于6V的驅動(dòng)IC。

水下燈應該如何設計?

問(wèn)：水下燈應該如何設計?有哪些問(wèn)題要注意?LED燈珠炸是不是由沖擊電流造成的?如何解決?

答：從安全的角度來(lái)說(shuō)，水下燈要求采用低壓隔離供電，盡可能使用國際通用的AC36V以下電源，因此AC24V、AC12V都是可選用的標準電源。

長(cháng)距離送電會(huì )造成電壓下降，可增加銅線(xiàn)直徑來(lái)補償。此外，AC在線(xiàn)間傳輸比DC在線(xiàn)間傳輸損耗要小。

水底燈大多采用AC24V安全電源，因此完全可以選用Vin=6-30V、Iout=1.2A，系統應用零部件很少的PT4115來(lái)做驅動(dòng)電源，它用四個(gè)肖特基二極管做整流橋，一個(gè)濾波儲能電容器、一個(gè)輸出電流設定電阻、一個(gè)續流肖特基二極管和一個(gè)續流電感器。

電網(wǎng)載荷瞬時(shí)突變會(huì )引起電流浪涌，可在電路上加保護器件來(lái)有效抑制。早期的9910IC都有“炸燈珠”毛病，需要靠應用電路來(lái)改進(jìn)。

LED亮度不均問(wèn)題

問(wèn)：要做一款60W功率LED太陽(yáng)能路燈，用兩個(gè)12V的電池組串聯(lián)儲存太陽(yáng)能(單個(gè)電池組放電電壓在10.8-15V左右)，路燈的供電電壓在21.6-30V之間。計劃采用用2個(gè)分別可以驅動(dòng)30W的驅動(dòng)單元，采用兩個(gè)6串5并的方式。驅動(dòng)器選擇可PWM調光的BUCK芯片。但是實(shí)際出現LED亮度不均問(wèn)題，該問(wèn)題怎么解決?

答：這是一個(gè)很典型的錯誤設計。Buck電路僅僅在LED串的正向電壓低于電池電壓時(shí)才能采用，而且必須要預留一定的電壓富余量，否則即便Buck進(jìn)入100%占空比狀態(tài)也不能得到設定的電流。

其他建議者建議使用某種品牌的器件，可是我們知道架構的選擇和品牌是沒(méi)有關(guān)系的，這就像物理學(xué)的基本定律的正確與否與其提出者的國籍沒(méi)有關(guān)系一樣。

此設計的正確選擇是采用Buck-Boost架構。Buck-Boost架構的最佳應用條件是輸出電壓在輸入電壓的變化范圍之內，但超出范圍以外時(shí)也一樣可用，可以稱(chēng)為全能型架構。
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關(guān)于中國LED產(chǎn)業(yè)標準缺失的探討總結

話(huà)題：深圳42家LED產(chǎn)學(xué)研重點(diǎn)單位共同簽署標準聯(lián)盟協(xié)議，標志著(zhù)深圳LED產(chǎn)業(yè)標準工作啟動(dòng)。然而有人懷疑，因為中國在技術(shù)標準上僅有一個(gè)成功案例(TD-SCDMA)，其它都在集團利益斗爭中夭折或成為怪胎。圍繞這個(gè)話(huà)題，我們展開(kāi)下對LED技術(shù)標準的討論，行業(yè)希望產(chǎn)業(yè)標準聯(lián)盟做些什么?它能做到什么?

網(wǎng)友觀(guān)點(diǎn)總結：

對于LED標準對行業(yè)的影響，行業(yè)人士都持積極態(tài)度，一位LED專(zhuān)家認為，這是一個(gè)非常積極的舉措。目前LED產(chǎn)業(yè)處于“春秋戰國”時(shí)代，無(wú)標準的雜亂低級競爭對LED的發(fā)展是非常不利的。深圳市政府高屋建瓴，簽署標準聯(lián)盟協(xié)議，對促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)標準的出臺和占領(lǐng)市場(chǎng)先機有著(zhù)里程碑式的戰略意義!另一位LED行業(yè)人士也表示：沒(méi)有行業(yè)標準，將導致整個(gè)產(chǎn)業(yè)良莠不齊，質(zhì)量低劣的產(chǎn)品會(huì )使整個(gè)社會(huì )對LED照明產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生不信任，給產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)致命損害。

LED標準由誰(shuí)來(lái)制定

有網(wǎng)友認為，這一事件表明了民間要求統一LED標準的迫切愿望，能有效鞭策有關(guān)部門(mén)加快國家標準的制定出臺日程表。網(wǎng)友水手認為這一舉措重在象征意義，標準應當由國家出面制定，要把全國的技術(shù)資源和市場(chǎng)資源集中起來(lái)，才有可能成功實(shí)施。網(wǎng)友甚至說(shuō)，小打小鬧，今天訂個(gè)標準，明天就被國標推翻。

對此觀(guān)點(diǎn)，不少網(wǎng)友持反對態(tài)度，有網(wǎng)友說(shuō)，深圳LED企業(yè)數量占全國40%，年產(chǎn)值占全國60%以上，在此基礎上制定標準對行業(yè)發(fā)揮有好處是肯定的。也有網(wǎng)友認為，深圳的標準如果成功的的引導了LED企業(yè)的話(huà)，那么他也許會(huì )從行業(yè)標準上升到國家標準。

中國LED技術(shù)實(shí)力薄弱，制定標準是否有意義?

有網(wǎng)友認為，我國的LED產(chǎn)業(yè)在核心即關(guān)鍵技術(shù)上輸給了國際大企業(yè)，對于本身就處于行業(yè)下游的中國企業(yè)來(lái)講，無(wú)論是深圳還是全中國，在不利的競爭中，強行制定自己的“LED產(chǎn)業(yè)標準”意義不大。另一網(wǎng)友說(shuō)，標準的制定最常見(jiàn)的有兩類(lèi)，一是有國家強制推行，另一則是由有實(shí)力的公司組成聯(lián)盟并且推出實(shí)用暢銷(xiāo)的相關(guān)產(chǎn)品?，F在的實(shí)際情況兩者都不是。

還有網(wǎng)友指出，目前，國內沒(méi)有LED核心專(zhuān)利和技術(shù)，成立聯(lián)盟可以讓引導行業(yè)積極發(fā)展LED專(zhuān)利技術(shù)，及時(shí)應對專(zhuān)利風(fēng)險，另外，目前主要的LED技術(shù)將從2010年開(kāi)始組建解除，中國成立LED產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，制定LED標準更有利于把握發(fā)展機遇。

標準如何制定?

再一個(gè)討論的熱點(diǎn)是標準如何制定，有網(wǎng)友認為標準要適時(shí)制定才能更好的促進(jìn)行業(yè)發(fā)展，另外，行業(yè)標準應該是凈化行業(yè)的一桿標尺，杜絕行業(yè)的良莠不齊、無(wú)序競爭等現象的，提升大多數企業(yè)的自主創(chuàng )新的能力。但最終結果還要看各企業(yè)利益的協(xié)調結果。

其中一網(wǎng)友為大家分析韓國率先制定LED照明標準，意圖使其成為國際標準的過(guò)程，提出一些中國要借鑒的經(jīng)驗，主要包括，如何協(xié)調行業(yè)各方利益，如何保障行業(yè)標準認證的順利實(shí)施。

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