LED照明电源电路设计问答精粹

随着社会的不断发展，节能减排成为社会共识。高亮度，低能耗，长寿命、安全环保等特性，使LED照明被认为是取代传统光源的全新照明技术。正是看好这一领域商机，国内众多企业纷纷进入LED照明市场。为了帮助大家提高LED电源设计技术，我们邀请行业专家，在论坛开辟了LED照明电源驱动方案设计和应用专区，讲解LED照明电源驱动方案设计和应用技术，并解答网友相关疑问。

在该论坛专区开辟以来，LED照明电源工程师与专家就实际设计中遇到问题进行了探讨交流，例如隔离型与非隔离型方案的选择；LED日光灯明暗不均的原因；LED灯闪烁的问题；以及深圳成立LED产业标准联盟的实际意义的讨论。为方便深入了解这些讨论，现将部分精彩回答整理如下，更多详细内容请登陆电子元件技术网专家论坛

LED驱动方案选型讨论

1. LED驱动IC特点与选择

网友提问：LED驱动必须用专用LED驱动IC吗？与普通IC相比有何优缺点呢？

专家回复：LED驱动专用IC的优点是Vin宽、输出电流大、恒流精度高、采用抖频可有效降低EMI。
LED驱动用恒流源主要是保证LED在发光的工作时间段光线亮度一致、不闪烁。低价手机用LDO来驱动背光的LED也是常用的，只是电源的利用率不高，好在大多手机设计锂电池电压降致3.3V时关机。LED照明灯具用LDO来驱动就不是好方法了，LDO不能恒流。

网友提问：那么国产和外国LED驱动IC又该怎样选择？
专家回复：LED驱动IC很多，性价比各不相同，关键看设计产品的目标价位是多少，如求竞争能力和较多利润，本土IC产品也不错。

2. LED驱动电源选择和设计问题

网友提问：选择和设计LED驱动电源时要考虑哪些问题

专家回复：LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器，通常情况下：LED驱动电源的输入包括市电、低压直流、高压直流、低压高频交流等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。

根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求，在选择和设计LED驱动电源时要考虑以下问题。
  a．高可靠性 特别像LED路灯的驱动电源，装在高空，维修不方便，维修的花费也大。　　
  b．高效率 电源的效率高，它的耗损功率小，在灯具内发热量就小，也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。　　　　
  c．驱动方式 现在通行的有两种：其一是一个恒压源供多个恒流源，每个恒流源单独给每路LED供电。另一种是直接恒流供电，LED串联或并联运行。怎样选择启动方式要根据实际需要。多路恒流输出供电方式，在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。
  d．浪涌保护 LED抗浪涌的能力是比较差的，特别是抗反向电压能力。由于电网负载的启甩和雷击的感应，从电网系统会侵入各种浪涌，有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入，保护LED不被损坏的能力。
  e．其他要素，如，提高电源功率因数；增加LED温度负反馈功能；外部防护方面，要防水、防潮，外壳要耐晒；驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配；要符合安规和电磁兼容的要求。

3. LED 驱动IC发展方向

专家讲解： 照明用LED 驱动IC发展方向

LED光源是一种长寿命光源，理论寿命可达50000小时，但是应用电路设计不合理、电路元器件选用不当、LED光源散热不好，都会影响它的使用寿命。特别是在应用电路里，作为AC/DC整流桥的输出滤波器的电解电容器，它的使用寿命在5000小时以下，这就成了制造长寿命LED灯具技术的拦路虎，设计生产可以在应用电路里省去电解电容器的新一代LED驱动IC是可行的解决方案.

此外，对新一代LED驱动IC的设计必须打破传统的DC/DC拓扑结构设计理念，如采用恒功率、不采用磁滞控制的降压型而采用定频定电流控制、解决使用卤素灯电子变压器所产生的灯源闪烁和多灯并联不亮问题等等；还必须解决LED驱动IC在多种应用电路中能过EMC、安规、CE、UL等认证；应用电路力求简洁、使用元器件少也是客户降低成本所梦寐以求，和市场竞争所必须的；隔离与非隔离的应用历来是商家在安全与效率之争焦点；提高PWM控制器的占空比等等。

0.5W-3W的LED光源与LED 驱动 IC集成在一个CMC封装内的新一代芯片已经小批量生产，显示LED 驱动 IC正在向高度集成化的多芯片CMC封装方向发展；可用交流电（AC）直接驱动发光的新一代、特殊拓扑结构AC LED光源生产技术的日趋成熟，将开创LED照明技术的又一新纪元。

4. 隔离型与非隔离型驱动方案比较

网友提问：目前在以市电为输入电源的LED驱动方案中，隔离型与非隔离型两种驱动方案相比较各自有何优缺点？如何选用

专家回复：总的来说，隔离型驱动安全但效率较低，非隔离型驱动效率较高，应按实际使用的要求来选隔离型还是非隔离型驱动。

就电路结构而言：目前的隔离型方案多是AC/DC的反激式(Flyback)电路方案，因此相对电路较复杂、成本较高。非隔离型基本是采用DC/DC的升压（Boost）或降压（Buck）电路，则相对电路较简单，因而成本也相对较低。
 
恒流精度：隔离型可以做到±5%以内，而非隔离型则很难做到。

在应用领域：目前在以市电为输入电源的LED灯具中（特别是驱动与光源一体的灯具），本着安全第一的原则，基本已不再采用非隔离型方案。但也有例外，LED日光灯管由于受到结构和空间的制约，仍还用非隔离型方案。在低压供电的LED灯具中，以效率和成本优先的原则，非隔离型方案是最佳的选择。

5. AC直接驱动的LED技术

网友提问： 用AC直接驱动的LED技术是怎么回事？

专家回复：AC LED光源是将一堆LED微小晶粒采用交错的矩阵式排列工艺均分为五串，AC LED晶粒串组成类似一个整流桥，整流桥的两端分别联接交流电源，另两端联接一串LED晶粒，交流电的正半周沿蓝色通路流动，3串LED晶粒发光，负半周沿绿色通路流动，又有3串LED晶粒发光，四个桥臂上的LED晶粒轮番发光，相对桥臂上的LED晶粒同时发光，中间一串LED晶粒因共用而一直在发光。在60Hz的交流电中会以每秒60次的频率轮替点亮。整流桥取得的直流是脉动直流，LED的发光也是闪动的，LED有断电余辉续光的特性，余辉可保持几十微秒，因人眼对流动光点记忆是有惰性的，结果人眼对LED光源的发光+余辉的工作模式解读是连续在发光。LED有一半时间在工作，有一半时间在休息，因而发热得以减少40-20%。因此AC LED的使用寿命较DC LED长。
AC LED成熟的产品如首尔用于AC110C的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。

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