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        LED日光燈電路板設計常見問題剖析

        發布時間 :2016-09-03 10:18 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCB設計部
        當前,LED日光燈市場非?;钴S,生產廠家主要分成三類:一類是原來做LED芯片的工廠,順勢向下游滲透,對電路知識和LED日光燈電源的了解不多;二類是原來做普通照明的工廠,進入一個新的領域,對電路知識了解一些;三類是完全新進入的工廠,他們以前做其他產品或新創業,對LED電源有的了解,有的不了解。LED日光燈電源是LED日光燈中最重要的部件,選擇不當,LED日光燈不能發揮出性能,甚至不能正常使用。 
         
        一、為什么一定要恒流: 
          LED半導體的特性決定其受環境影響較大。譬如溫度變化升高,LED的電流增加,電壓的增加,LED的電流也會增加。長期超過額定電流工作,會大大縮短LED的使用壽命。而LED恒流就是在溫度和電壓等環境因素變化時,確保其工作電流不變。 
         
        二、LED日光燈電源與電路板燈板的匹配:
          一些客戶先設計電路板燈板,再找電源,發現很難有合適的電源,要么電流太大,電壓太?。ㄈ鏘>350mA,V<40V);要么電流太小,電壓太高(如I<40mA,V>180V),造成的結果是發熱嚴重,效率低,或者輸入電壓范圍不夠。其實,選擇一個最優良的串并接方式,加在每個LED上的電壓電流是一樣的,而電源的效果卻能發揮最好的性能。最好的方式是先和電源廠商溝通,量身定做。 
         
        三、LED的工作電流:
          一般LED的額定工作電流20毫安,有的工廠一開始就用到盡,設計20毫安,實際上此電流下工作發熱很嚴重,經多次對比試驗,設計成17毫安是比較理想的。N路并聯的總電流=17*N; 
         
        四、LED的工作電壓: 
          一般LED的推薦工作電壓是3.0-3.5V,經測試,大部分工作在3.125V,所以按3.125V計算式比較合理的。M個燈珠串聯的總電壓=3.125*M 
         
        五、LED電路板燈板的串并聯與寬電壓: 
          要使LED日光燈工作在輸入電壓范圍比較寬的范圍AC85-265V,則電路板燈板的LED串并聯方式很重要。由于目前的電源一般為非隔離的降壓式電源,在要求寬電壓時,輸出電壓不要超過72V,輸入電壓范圍是可以到達85-265V的。也就是說,串聯數不超過23串。并聯數不要太多,否則工作電流太大,發熱嚴重,推薦為6并/8并/12并??傠娏鞑怀^240毫安為好。還有一種寬電壓方案,就是先用L6561/7527把電壓抬高到400V,然后再降壓,相當于兩個開關電源,成本貴一倍,此方案性價比不高,沒有市場。 
         
        六、LED的串并聯與PFC功率因素及寬電壓的關系: 
          目前市場上的電源PFC有三種情況:一種是不帶PFC專用電路的,其PFC一般在0.65左右;一種是帶被動式PFC電路的,電路板燈板匹備得好,PFC一般在0.92左右;還用一種是用有源主動式7527/6561電路做的,PFC可以達到0.99,但這個方案的成本比第二種方案貴一倍。所以第二種方案的較多。對于被動式PFC電路:也叫做填谷式PFC電路,其工作電壓范圍是交流輸入電壓峰值的一半。如輸入是180V,其峰值是180*1.414=254V,峰值電壓的一半是127V,再減去降壓式的壓差30V,其最大輸出是90V,所以LED燈珠串聯數最多28串。因此,要想得到比較大的功率因素,燈珠的串聯數不能太多,否則,就達不到低電壓的要求。 
         
        七、恒流精度: 
          市場上有的電源的恒流精度太差,象市面上流行的PT4107/HV9910/BP2808/SMD802方案等恒流的方案,誤差達到±8%或±10%,恒流誤差太大。一般要求在±3%就可以了。按3%的誤差,6路并聯,每路的誤差約±0.5%,如果是12路并聯,每路的誤差約±0.25%,該精度足夠了。精度太高,成本會大大增加。而且對LED來講,17毫安和17.5毫安影響不大。 
         
        八、隔離/非隔離: 
          一般隔離電源如做成15W,放在LED燈管內,其變壓器體積很大,很難放進去。尤其對T6/T8燈管,幾乎不可能的,所以隔離的一般只能做到15W,超過15W的很少,并且價格很貴。所以,隔離的性價比不高,一般是非隔離的占主流較多,體積可以做得更小,最小可以做到高8毫米,實際上,非隔離的安全措施做好了,是不存在問題的。 
         
        九、電源效率:
          輸出功率(輸出LED的電壓*輸出電流)/輸入功率。這個參數尤為重要,如果效率低就意味著輸入功率有很大一部分轉化為熱量散發出來;如果是裝在燈管內就會產生一個很高的溫度,再加上我們LED的一個光效比所散發熱量,就會疊加產生更高的溫度。而我們的電源內部所有電子零件的壽命都會隨溫度的上升而縮短。所以說效率是決定電源壽命最根本的因數,效率不能太低,否則消耗在電源上的熱量太大。一般在80%以上就可以了,不過,效率與電路板燈板的匹配接法有關。 
         
        十、尺寸設計要求:
          高度是限制的主要因素,一般用于T6管/T8的尺寸要求高度不能太高≤9毫米。T10管的高度≤15毫米。長度可以偏長,更易于散熱。 


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