制作LED驱动电源全过程

做开关电源的原来做过适配器。充电器，铁壳开关电源。后来做LED电源，最初是做些1W3W大功率LED驱动器，但后来做的少了原因很简单，没有市场。发现大功率LED恒流电源，只要其功率超过5W基本就没有市场，只能是打样。因为LED太贵。这也算给同行做电源的朋友提个醒，这是经验之谈。不知有多少人失足于大功率LED大功率LED雷声大，雨点小，害的不少在这一块痛失老本。还是小功率LED市场好一点。不过也不行，现在小功率LED驱动器，被阻容降压电源占去大部分江山。恒流形的开关电源驱动小功率LED好是好，就是很多人接受不了其成本。出过一款恒流型小功率LED驱动器，开关电源的效率达到09稳定性可靠性，恒流精度都很好，价格才五元钱，但不少人还是嫌贵，因为他拿它和一元钱的阻容降压电源去比较，当然这二者根本没法比。做的开关电源里面，有一个集成MOS开关电源芯片，还有一个变压器。这二者的利息就是放在那里的当然性能也是放在那里的但我相信，最终小功率LED恒流驱动器会将阻容降压电源淘汰掉。因为消费者会慢慢趋于理性，一个阻容降压电源做出来的灯具，几乎是没有什么实用价值的只能当个摆设和玩具，如果LED真的进入了通用照明领域，阻容降压电源根本无法胜任。可以料到将来的情况会是随着LED性能的提高，价格的降低，电源利息也将会成为LED灯具本钱的相当重要的一部分。真正的灯具，阻容降压根本不能胜任。阻容降压电源大行其道，只是一个过渡，最终还是恒流型电源为正宗。
 
目前还是看好小功率的LED灯具。小功率LED灯。价格也不够理想。但现在用于普通照明还是比大功率有优势。认为小功率LED灯具进入通用照明领域，目前主要是光衰太大。和节能灯一较高下，会是五年之内的事。而大功率LED进入通用照明，则肯定是五年以外的事。所以现在专注于小功率LED研发和制作。注意到现在小功率LED应用于通用照明的灯具主要有LED台灯，LED蜂窝灯，还有LED日光灯。尤其是LED日光灯，从07年下半年开始，很多人开始研发，可以说热的不得了基本上现在找我人里十个有八个都是做这个的所以我也做就开始做LED日光灯的电源，做了一段时间，所以在此说一下这种电源的研发和制作的大致方法和原则。个人所体会到吧。
关于外形
现在LED日光灯电源。如放T8灯管内。很少一部分外置。不知道为什么都要这样。其实内置电源又难做，做灯的厂家普遍要求放在灯管内。性能也不好。但不知为什么还有这么多人这样要求。可能都是随风倒吧。外置电源应该说是更科学，更方便才对。但我也不得不随风倒，客户要什么，就做什么。但做内置电源，有相当难度哦。因为外置的电源，形状基本没有要求，想做多大做多大，想做成什么形状也没关系。内置电源，只能做成两种，一种是用的最多的就是说放在灯板下面，上面放灯板，下面是电源，这样就要求电源做的很薄，不然装不进。而且这样只能把元件倒下，电源上的线路也只有加长。认为这样不是个好办法。不过大家普遍喜欢这样搞。就搞。还有就是用的少一些，放两端的即放在灯管两头，这样好做些，利息也低些。也有做过，基本就是这两种内置形状了
 
关于此种电源的要求和电路结构的问题
看法是因为电源要内置在灯里。所以发热一定要小，而发热是LED光衰最大的杀手。就是效率一定得高。当然得有高效率的电源。对于T8一米二长的那种灯，最好是不要用一支电源，而是用二支，两端各一只，将热量分散。从而不使热量集中在一个地方。电源的效率主要取决于电路的结构和所用的器件。先说电路结构，有些人还说要隔离电源，想绝对是没必要的因为这种东西原本就是置于灯体内部，人根本摸不到没必要隔离，因为隔离电源的效率比不隔离效率要低，第二是最好输出要高电压小电流，这样的电源才干把效率做高。现在普遍用到BUCK电路，即降压式电路。最好是把输出电压做到一百伏以上，电流定在100MA 上那样，如驱动一百二十只，最好是三串，每串四十只，电压就是一百三十伏，电流60MA 这种电源用的很多，自己只是认为有一点不好，如果开关管失控通咱，LED会玩完。现在LED这么贵。比较看好升压式电路，此种电路的好处，反复的说过，一是效率较降压式的高些，二是电源坏了LED灯不会坏。这样能确保万无一失，如果烧坏一个电源，只是损失几块钱，烧一个LED日光灯，就会赔掉上百元的本钱。所以我一直首推还是升压式的电源。还有就是升压式电路，很容易把PF值作高，降压式的就麻烦一些。绝对升压式电路用于LED日光灯的好处还是有压倒性的强于降压式的只是有一年缺点，就是220V市电输入情况下，负载范围比较窄，一般只能适用于100至140个一串或两串LED对于少于此数的或是夹在中间的却用起来不方便。不过现在做LED日光灯的一般60CM长那种都是用100至140一米二的那种，一般就是用二百到二百六那样，使用起来还是可以的所以现在LED日光灯一般使用的不隔离降压电路，还有不隔离升压电路，此种电路用于LED日光灯，应该可以算是自己首创。
大电流的LED日光灯电源的看法：关于高PFLED日光灯电源。
个人认为这些做法有很多时候实在舍本逐末而已。现在先请问一下LED相对于传统灯具的优势在哪。节能，第一。第二长寿，然后是不怕开关，对吧。但是现在使用的高PF方法，均是使用无源填谷PF电路，由原来的驱动方式，即48串，6并改为，24串12并，这样的话，220V情况下，效率会降下五个百分点左右，于是LED日光灯电源，发热量更高了灯珠也会受到一点影响。
还有一个问题。会让LED日光灯灯珠的布线变的很难受，就是24串12并的做法。不好布线了看，最好的方式还是48串一串方式好，主要是效率高，发热小，而且布线容易，不复杂。
更有甚者。12串，现在还有人提出什么24并。这种方式只适合用于隔离电源，不隔离电源根本不适用。更有些不懂电源常识的人觉得自己非隔离电源做到恒流600MA 输出就好牛比了其实他都没有自己仔细的放在灯管里试过，象这种不热爆了才怪。
所以说。实是舍本求末的做法。倍受鼓励，现在搞什么低压大电流做LED日光灯电源。接着谈。
两种恒流控制方式—
下面要说的两种恒流控制模式的开关电源。无论是原理，从而发生两种做法。这两种做法。还是器件应用，还是性能差异，相当都较大。
首先说原理。第一种以现在恒流型LED专用IC为代表。AMC7150凡是现在打LED恒流驱动IC牌子基本都是这种，主要如9910系列。且叫他恒流IC型的吧。但我认为这种所谓恒流IC做恒流，效果却不怎么好。其控制原理相对来说较简单，就是电源工作的原边回路，设定一个电流阀值，当原边MOS导通，此时电感的电流是线性上升的当上升到一定值的时候，达到这个阀值，就关断电流，下一周期再由触发电路触发导通。其实此种恒流应该是一种限流，知道，当电感量不同的时候，原边电流的形状是不同的虽然有相同的峰值，但电流平均值不同。因此，象这种电源一般就是批量生产时，恒流大小的一致性不太好控制。还有就是此种电源有一个特点，一般是输出电流是梯形的即动摇式电流，输出一般是不用电解平滑的这也是一个问题，如果电流峰值过大，会对LED发生影响。如果电源的输出级没有并电解来平滑电流的那种电源，基本上都属此类。即判断是否是这种控制方式，就看其输出有没有并上电解滤波了这种恒流我原来一直叫其为假恒流，因为其本质就是一种限流，并不是经过运放比较，而得到恒流值。
第二种恒流方式。因为其内部有一个25伏的基准，应该可以叫做开关电源式的这种控制方式和开关电源的恒压控制方式相似。大家都知道用TL431做恒压吧。然后用电阻分压方式。当输出电压高一点的时候，或低一点的时候，就发生一个比较电压，经过放大，去控制PWM信号，所以此种控制方式可以很精确的控制电压。这种控制方式，需要一个基准，还需要一只运放，如果基准够准，运放放大倍数够大，那么就定的很准。同样的做恒流，就是需要一个恒流基准，一个运放，用电阻过流检测，作为信号，然后用这个信号放大，去控制PWM可惜现在就是不太好找到很准的基准信号，常用的有三极管，这个做基准温漂大，还有就是可以拿二极管约1V导通值做基准，这样的也可以，可都不高，最好的用运放加TL431当基准，但电路复杂。但这样做的恒流电源，恒流精确度还是好控制的多。而这种模式控制的恒流，其输出一定得加电解滤波，所以输出电源是平滑直流，不是脉动的脉动的话就没法取样了所以要判定是哪种只要看其输出是否有电解就行了
两种恒流控制模式决定了使用两类不同的器件。性能的不同，一是从而决定了两种电路器件使用不同。利息亦不同。
以9910系列为代表的恒流型控制IC做的LED电源。控制较简单，实际是限流。严格的说起来，其不属于开关电源控制的主流模式，开关电源控制的主流模式是一定要有基准和运放的但这种IC进去就只能用于LED很难用于其它东西，只是因为LED对纹波要求极低。但因为是只用于LED所以现在价格较高。基本就是使用9910加MOS管制作，输出无电解，一般我看很多人就是用工字电感做功率转换电感的这种电源，一般厂家的芯片资料上有出图，基本都是降压式。也不多说了精于此道的人比我多的多。
二是以我为代表的即是开关电源控制模式的恒流驱动器。这种。这种芯片很多，就是以普通的开关电源芯片为核心转换器件。如PITNY系列，TOP系列，STVIPER12VIPER22仙童的FSD200等，甚至只用三极管或是MOS管的RCC等，都可以做。好处是利息低，可靠性也不错。因为普通的开关电源芯片不但价格好，而且都是经过大量使用的经典产品。象这种IC其实一般集成了MOS管，比9910外加MOS方便，但控制方式复杂一些，需要外加恒流控制器件，可以用三极管，或是运放。磁性元件可以用工字电感，亦可用带气隙的高频变压器。
爱用变压器。但我觉得其带负载能力不行，因为电感的利息虽然很低。再者调节感量也不灵活。所以我觉得比较好的器件选择是普通的集成MOS开关电源芯片加高频变压器，从性能，利息上，都是最理想的选择，不需要去用什么恒流IC那种东西，又不好用，又贵。
 
最后说一下。一个最重要的方法，区别这两种电源。就是看其输出是否有电解电容作滤波。
 
关于供电问题—不论是做限流型恒流控制的电源。都要解决供电问题。即开关电源芯片工作的时候是需要一个相对稳定的直流电压为其芯片供电的芯片的工作电流从一个MA 几个MA 不等。有一种象FSD200NCP1012和HV9910此种芯片是高压自馈电的用起来是方便，还是运放控制的恒流电源。但高压馈电，造成IC热量的上升，因为IC要承受约300V直流电，只要稍有一点电流，就算一个MA 也有零点三瓦的损坏耗了一般LED电源不过十瓦左右，损失零点几瓦一下就可以将电源的效率拉下几个点。还有就是典型象QX9910用电阻下拉取电，这样，损耗就在电阻上，大约也得损失它零点几瓦吧。还有就是磁耦合，就是用变压器，主功率线圈上加一个绕组，就象反激电源的辅助绕组一样，这样可以防止损掉这零点几瓦的功率。这也是为什么不隔离电源还要用变压器的原因之一，就是为了防止损失那零点几瓦的功率，将效率提几个点。
 
不隔离型降压式电源设计方法概论
非隔离降压型是现在普遍使用的电源结构。一说不隔离，其几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为不隔离电源只有降压型一种。就想到降压型，就想到说对灯不安全-指电源损坏后。其实降压型只是一种，还有两种基本结构，即升压，和升降压，即BOOSTANDBUCK-BOOST后两种电源即使损坏。不会影响到LED有这种好处。
降压式电源也有其好处。适合用于220但不适用于110因为110V原本电压就低，主要第一点。一降就更低了那样输出的电流大，电压低，效率做不太高。
 
降压式220V交流。经过降压电路，整流滤波后约三百伏。一般将电压降到直流150V左右，这样即可实现高压小电流输出，效率可以做高。一般用MOS做开关管，做这种规格的电源，经验是可以做到百分之九十那样差不多，再往上也困难。原因很简单，芯片一般自损会有零点五W一W而日光灯管电源不过就是十W左右。所以不可能再往上走。现在电源效率这个东西很虚，很多人都是吹，实际根本达不到罕见有些人说什么3W电源效率做到百分之八十五了而且还是隔离型的
 
告诉大家。也要03W还什么输出3W低压，即便是跳频模式的空载功耗最小。能到百分之八十五，其实有百分之七十算很好了反正现在很多人吹嘘不打草稿，可以忽悠住外行，不过现在做LED懂电源的也不多。
说过。首先就要做非隔离的然后输出规格还要高压小电流，要效率高。可以省去功率元件的导通损耗，所以象这种LED电源的主要损耗，一就是芯片自有损耗，这个损耗一般有零点几W一W样子，还有一个就是开关损耗了用MOS做开关管可以显著减小这个损耗，用三极管开关损耗就大很多。所以尽量不要用三极管。还有就是做小电源，最好不要太省，不要用RCC因为RCC电路一般的厂家根本做不好质量，其实现在芯片也便宜，普通的开关电源芯片，集成MOS管的最多不过两元钱，没必要省那么一点点，RCC只省点材料费，实际上加工返修等费用更高，头到反而得不偿失的那样。
 
降压式电源的基本结构就是将电感和负载串入300V高压中。负载即实现了低于300V电压，开关管开关的时候。具体的电路很多，网上也很多，也不画图再说了现在9910还有一般的市场上的恒流IC基本都是用这种电路来实现的但这种电路就是开关管击穿的时候，整个LED灯板就玩完，这应该算是最不好的地方了因为当开关管击穿的时候，整个300V电压就加在灯板上，原本灯板只能接受一百多伏电压，现在成了三百伏了这种情况一发生。LED肯定要烧掉。所以很多人说非隔离的不安全，其实就是说降压的只是因为一般非隔离的绝大多数是降压的所以认为非隔离的损坏一定要坏LED其实另外两种基本的非隔离结构，电源损坏，不会影响LED降压式电源要设计成高压小电流。细说一下，效率才干高。为什么?因为高压小电流，可以让开关管电流的脉宽大一些，这样峰值电流就小一些，还有就是对电感的损耗也小一些，通过电路结构就可以知道，电路不方便画，具体也难以再叙述下去了就随便总结一下，降压电源的好处是适合于220高压输入使用，以使得功率器件接受的电压应力小，适合做大电流输出，比如做100MA 电流，比后两种方式来的轻松，效率要高。效率算比较高的对电感的损耗较小，但对开关管损耗大一些，因为所有经过负载的功率必需要经过开关管传输，但输出的功率，只有一局部经过电感，如300V输入，120输出的降压型电源，只有300-120即180局部要经过电感，120局部是直接导通进入负载的所以说对电感损耗比较小，但输出的功率，全部要经过开关管转化。