設計思路
設計思路如下:
1. 圍繞本次活動(dòng)的主題,嚴格遵守活動(dòng)的游戲規則。
2. 基于國內220v市電而設計,努力做到高效率、高可靠性、低成本、簡(jiǎn)單實(shí)用。
3. 兼容性,盡量與現有傳統燈具兼容,便于在替換時(shí)可以利用原有的燈架(或燈座), 這也是節能燈一大舉措。
4. 溫度,LED燈的使用壽命一方面是燈本身的質(zhì)量,另一方面,使用溫度也是一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題,過(guò)高的使用溫度,不但會(huì )加速LED燈的光衰,使其壽命縮短,而且,燈具散發(fā) 的溫度也會(huì )間接地消耗周邊的能源,對節能也是不利的。合理地安排LED燈的結構和控 制LED燈的使用電流,能有效地控制其使用溫度。
5. 供電范圍,按照一般規律,電壓范圍設計在 AC185-253V 就已經(jīng)足夠,但考慮到國內有些地區電網(wǎng)不大穩定,電壓波動(dòng)范圍較大,故將電壓范圍擴大到AC 165-265V.
6. 軟啟動(dòng),雖然目前很多開(kāi)關(guān)電源IC都具備有軟啟動(dòng)功能,但都是基于針對輸入電源瞬間沖擊而設計(緩沖時(shí)間一般在20ms),而這里提出的軟啟動(dòng),是針對負載(LED燈)的緩沖啟動(dòng),緩沖時(shí)間暫定為500MS,緩沖時(shí)間多長(cháng)合適,需要靠往后的實(shí)際的應用來(lái)檢驗(這里只是提出一個(gè)概念),雖然目前還沒(méi)有證據證明這種過(guò)沖現象是否存在,但設計這個(gè)功能,對LED燈的使用并無(wú)壞處,更重要的是,此舉,使到LED燈光對人的眼睛提供了一個(gè)緩沖 過(guò)程。
7. 恒壓、恒流,驅動(dòng)器在遭遇空載時(shí)應該處于恒壓狀態(tài),而有負載時(shí)應該是工作在恒流狀態(tài)。
8. 內置、外置選擇,原則上講,外置型驅動(dòng)比內置型有著(zhù)更多的優(yōu)點(diǎn),但目前的市場(chǎng)趨勢多偏向于內置,為適應市場(chǎng),選擇內置
9. 隔離與非隔離,隔離型的驅動(dòng)器具有較高的安全性,在某些安全要求比較敏感的地方(如燈具外殼帶有金屬部件,而這些部件與內部線(xiàn)路的距離又比較靠近,且使用中人體比較容易接觸到這些部件),則用隔離方案比較合適。 但隔離電路由于其隔離變壓器的存在,無(wú)法把體積做的很小,在日光燈的應用中,無(wú)法 做成內置型的,另外,其轉換效率沒(méi)有非隔離的高,造價(jià)也相對較高。非隔離電路由于其 造價(jià)低,轉換效率高,體積小,目前還是大家普遍采用的方案之一。由于日光燈一般在使 用中與人體接觸的機會(huì )比較少,為了提高轉換效率和降低成本,采用非隔離方案還是可行的。
10.LED燈的選用及結構組合,采用小功率直插草帽白燈,單燈功率為0.06W,特征電流為20ma,VF=3.2-3.4V,單燈亮度為6LM,燈板組合:24串,6并,串聯(lián)后燈組的電壓為76.8-81.6v,共用144個(gè)LED燈,最大功率為8.64W。
作品性能指標:
1. 輸入電壓范圍:AC 165-265V
2. 輸出電壓:76.8V-81.6V
3. 輸出電流:100ma 4. 燈串數:24串
5. 并聯(lián)數:6路
6. 電流分配:16.6ma(每路)
7. 穩流精度:1ma
8. 轉換效率:90%
9.系統溫升:小于25攝氏度
作品特點(diǎn):
1. 具有較高的轉換效率,設計效率為90%,實(shí)測達到94%
2. 使用通用的無(wú)源PFC填谷電路,具有較高的功率因數
3. 內置式設計,PCB板設計為單面貼片式安裝,在裝入LED燈管時(shí)無(wú)需在驅動(dòng)板和LED燈板之間加墊絕緣層,安裝方便
4. 燈板設計為三路交叉并聯(lián)方式(兩組共6路并聯(lián)),如果萬(wàn)一有個(gè)別燈珠焊接不良或開(kāi)路損壞, 其他燈珠也會(huì )正常工作,如果個(gè)別燈珠短路,則最多只有三個(gè)燈珠不亮。
5. 軟啟動(dòng)功能使燈管在啟動(dòng)的時(shí)候有0.5秒的延遲時(shí)間,減輕瞬間強光對眼睛的刺激啟動(dòng)時(shí)的電流曲線(xiàn)如圖(1),曲線(xiàn)圖中的數據表明,在接通電源的瞬間,驅動(dòng)器上輸出電流只有48毫安,經(jīng)過(guò)0.5秒的延遲時(shí)間,再上升到正常值(100ma),從上電到滿(mǎn)負載工作的時(shí)間有0.5秒左右的緩沖時(shí)間。當然,起步電流和緩沖時(shí)間都是可控的,這里設定的只是一個(gè)實(shí)施例子,并不代表這就是最佳值,你也可以把延遲時(shí)間適當地延長(cháng)或減少,你也可以設置任何起始電流值。
圖(1)中的電流曲線(xiàn)并不是最理想的工作狀態(tài),最理想的工作狀態(tài)應該像圖(2)所示,啟動(dòng)時(shí),電流隨著(zhù)時(shí)間呈斜線(xiàn)上升到正常值,LED的亮度是從暗到亮慢慢上升,這樣,會(huì )得到最佳的緩沖效果。

電路原理圖:

關(guān)于軟啟動(dòng)方案的說(shuō)明:
將電路中的C 5由1UF更換為470UF,即可得到圖(1)的啟動(dòng)電流曲線(xiàn),但這并非最理想的啟動(dòng)曲線(xiàn),理想的啟動(dòng)曲線(xiàn)應該為圖(2)所示,通過(guò)外加控制電路,對光電耦合器的反饋量實(shí)行控制,使其在啟動(dòng)時(shí)反饋量為最大(此時(shí)IC的開(kāi)關(guān)占空比則最。,然后慢慢線(xiàn)性下降至設定值,則可實(shí)現圖(2)的啟動(dòng)特性。
本次實(shí)施的是第一方案,以最簡(jiǎn)單的方式實(shí)現了啟動(dòng)時(shí)的電流緩沖,那么, 為什么不實(shí)施第二方案呢?理由如下:
1. 實(shí)施第一方案,電路簡(jiǎn)潔,造價(jià)低廉,只需更改一個(gè)電解電容的容量,即可輕松實(shí)現對負載的啟動(dòng)電流緩沖。如圖(1)
2. 增設控制電路,調控光電耦合器的反饋量,使其在啟動(dòng)時(shí)的反饋量最大,繼而慢慢地線(xiàn)性滑落到設定值,能達到圖(2)的理想電流曲線(xiàn),但這樣會(huì )增加電路的復雜性,提高系統造價(jià)。
3. 最好的解決方案,是在保持電路簡(jiǎn)潔和不增加系統成本的前提下,讓IC 在啟動(dòng)的時(shí)候,其開(kāi)關(guān)占空比從最小值呈線(xiàn)性慢慢上升到設定值,以達到理想的啟動(dòng)緩沖曲線(xiàn),這點(diǎn),就需要驅動(dòng)芯片的生產(chǎn)廠(chǎng)家能夠有這方面的共識,增加這項功能,對一個(gè)IC的生產(chǎn)廠(chǎng)家來(lái)說(shuō),是輕而易舉的事情,而且,不需增加IC的生產(chǎn)成本,也不需對IC的外圍電路做任何的修改,也不會(huì )增加應用難度和應用成本。
4. 旨在通過(guò)本次活動(dòng),讓業(yè)界對此有所共識,希望廣大使用者了解到緩沖啟動(dòng)的好處,也建議驅動(dòng)IC的生產(chǎn)廠(chǎng)家對新生產(chǎn)的驅動(dòng)芯片增加此項功能,或許有人認為它沒(méi)有什么好處,但起碼也沒(méi)有什么壞處!況且,增加該功能并不增加芯片的生產(chǎn)成本。
5. 基于上面所述,我采用了第一方案,因為如果一旦此舉得到業(yè)界認可,驅動(dòng)IC的生產(chǎn)廠(chǎng)家就會(huì )很快推出相關(guān)產(chǎn)品,那么,通過(guò)外加電路去實(shí)現這一功能就沒(méi)有意義了。

理想的啟動(dòng)電流曲線(xiàn)圖:

最終樣品的測試報告

我司長(cháng)期致力于LED照明驅動(dòng)IC的推廣銷(xiāo)售,詳細的產(chǎn)品資料請查閱:http://www.webuyspringsrealestate.com/product_1006.htm |