新闻中心

EEPW首页 > 电源管理 > 设计应用 > LED照明驱动技术的创新发展(上)

LED照明驱动技术的创新发展(上)

—— LED照明驱动技术的创新发展
作者:颜重光时间:2017-03-20来源:电子产品世界

     随着白炽灯、荧光灯、节能灯陆续退出照明市场,照明光源和照明灯具迅速发展,以迅雷不及掩耳之势席 卷世界照明市场,产业链因此蓬勃发展。LED灯珠的亮 度不断提高,价格逐步下降;HVLEDs和倒装LED开拓LED 照明新的应用技术;LED电源芯片不断推陈出新,集成 功能更多,性价比更好,应用更方便;塑包铝和高导热塑料 散热器为新一代LED光源和灯具提供了创新设计新空间。
室内LED光源和灯具必然是量大面广的消费电子产品,

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201703/345451.htm

图1  室内LED照明主要模式
一定会海量生产,拥有蓝海市场。由于传统照明光源和灯具 预留给LED电源的空间十分狭小,因此LED照明光源和 灯具的驱动电源必须做得十分小巧,驱动电源芯片要求性能 高度集成,以单级芯片为主,这就要求整个驱动电源的方案 不但十分简洁,而且成本低廉;应用电路要求更少的外围器 件,要求LED驱动电源的芯片 + 周边零件的总数少于15个, 甚至少于10个。LED电源驱动电路采用精细小巧的变
压器、 电感器、高度较低的电解电容器,甚至电源驱动电路不需要电解电容器、电感器或变压器。
1 LED驱动电源主要模式
目前,室内LED照明光源和灯具的驱动电源分开关恒流 隔离和非隔离驱动、高压线性恒流驱动等几种模式,RC阻 容降压由于本身功耗较大和不安全、不恒流诸多不良因素已 在淘汰之中。RC阻容降压驱动的优点:电路简单、成本低廉;其缺 点:电网兼容差、输出电流偏小、本身功耗较大、不安全。 开关恒流驱动的优点:性能稳定、高效率、电网兼容强、方 便功能拓展、升压、降压、升降压应用方便自由;其缺点: 体积较大、生产较复杂、成本略高。高压线性恒流驱动的优 点:性能稳定、易自动化生产、无插件大量节省人工;其缺 点:灯珠利用率略低、略有残余工频纹波。室内LED照明驱 动主要模式如图1所示。
LED驱动单级电源芯片要求内置高压MOS管,线电压 补偿、源极驱动、过压/过流/过温保护、开路/短路保护等 LED照明驱动电源必须的技术都要集成在单级芯片之中。室内LED照明光源和灯具的狭小空间限定驱动电源芯片 采用单级芯片,这就要求驱动电源芯片的功能高度集成,电 源控制功能和各种保护功能尽可能地集成在芯片之中,驱动 电源芯片的拓扑结构设计技术必须创新,不断创造新的模式 才能满足LED照明驱动技术的创新发展。

2 非隔离开关恒流驱动已成主流
薄型塑包铝散热器技术和HVLEDs技术的兴起,解决了 AC市电高压经电源变换点亮LED灯珠时内部高压电泄漏对 人体的安全问题,塑包铝散热器简单而轻松地解决了LED光 源和灯具内部高压与外部隔离的技术难点,因此采用应用电

图2  BP2831A非隔离的开关恒流源

图3  升级后的芯片应用方案                                                                                  


图4  BP的隔离开关恒流驱动芯片发展路径
路简洁的非隔离开关恒流驱动电源已经成为通用平价LED照 明光源和灯具的主流电源方案。非隔离开关恒流驱动电源芯 片历经几代的开发更新,如今集成功能更多,应用电路更简 洁,应用成本更低,电源的性价比更有竞争力。
鉴于HVLEDs光源降低了发热,塑包铝散热器简单地解 决了LED灯具内的高低电压隔离,驱动电源的选择以恒流精 度、电源效率、功率因数的补偿(PFC)为主考虑因素,隔离 的开关恒流电源因使用变压器而总体效率一般在70%-88%, 功率因数补偿小于0.9;非隔离的开关恒流电源恒流精度可 达3%-5%,功率因数补偿大于0.9,电源效率大于90%,因此 成为LED照明灯具的首选。非隔离的恒流电源有非隔离的开 关恒流电源和高压线性恒流电源两种。
非隔离开关恒流驱动电源芯片设计已经高度集成化,已将LED驱动电源需要的功能,如宽电压输入高精度恒流输 出、过流保护、过压保护、LED短路和开路保护、CS电阻短 路保护、芯片供电欠压保护等必须的功能已集成在单级芯片 之中,功率输出的MOS管和恒流控制也集成在单个芯片上 了,应用电路十分简洁,周边零件一般可控制在15个以下, 可帮助为终端客户有效地控制材料成本和生产成本。
非隔离开关恒流驱动电源应用方案简洁,而且节省成 本。如图2所示使用非隔离的开关恒流源芯片BP2831A设计 的5W LED球泡灯电源,输出DC80V、60mA,包括主芯片, 整个电路应用的元器件共计15个,电源效率在AC220V、满 载时达92%,电源可通过EMC测试。该电源的PCB板的直径 可小至Φ18mm。(未完待续)



关键词: LED 驱动

评论

技术专区

关闭