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一款去电源化的LED产品

2013-11-11 11:32:59 作者:CN_SZLED_2012HJ 来源: 浏览次数:0

 

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人物档案:熊飞
  
  雷士照明集团检测中心运营官                           广东省照明学会副理事长
  国家认监委TC05技术组专家                           广东省省政府质量奖评审专家
  广东省LED光源标准化技术委员会委员
  
   
  摘要:目前,我国是全球半导体LED产业发展最快的区域,特别是在国家科技部、发改委等相关部委及地方政府的积极倡导下,我国的半导体LED照明产业迎来了高速发展阶段,期间半导体LED的技术不断的发展,光效进一步提升,也有很多新技术、新方法和新产品的涌现,本文就来介绍一款去电源化的LED新产品。
  关键词:LED驱动电源;IC芯片;控制电路;EMI抑制电路。
  近年来,作为新兴照明产业,半导体LED照明以节能环保、光效高、无热辐射、寿命长等优点逐渐被市场接受和受到国家高度重视。特别是2003年10月“国家半导体照明工程”启动,以及2012年国家发改委、财政部、科技部对LED照明产品进行补贴以后,半导体LED照明进入快速发展阶段。从最初的装饰照明全面进入普通照明的各个领域。目前,我国是全球半导体LED产业发展最快的区域,特别是在国家科技部、发改委等相关部委及地方政府的积极倡导下,我国的半导体LED照明产业迎来了高速发展阶段,期间半导体LED的技术不断的发展,光效进一步提升,也有很多新技术、新方法和新产品的涌现。这里就来介绍一款去电源化的LED产品。
  半导体LED照明经过最近几年的迅猛发展,出现了各式产品,但大多还是需要一个驱动电源来点亮LED,目前市场上典型的LED照明的驱动电源有如下几种:一种是恒压驱动,一种是恒流驱动,而且,又分隔离驱动电源和非隔离驱动电源。下面以恒流隔离驱动电源进行分析:
  

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  图1 LED驱动电路原理图


  该电路是采用IC芯片控制的大功率LED驱动电路,电路以较少的元器件实现了恒压、恒流输出,宽电压范围输入,最大限度地满足了大功率LED驱动电路的各项要求。
  电路特点是:桥式整流电路将输入的交流电压转变为高压直流电压。C1、L1、C2、L2组成π型滤波电路,对电路中产生的各种频率的EMI噪声进行抑制。电感C1主要对中频EMI噪声进行抑制,电感L2具有高频特性,对电路中产生的高频EMI噪声具有良好的抑制作用。通过设置F1对输入浪涌电流进行抑制,同时F1作为电流保险,保护后级电路安全运行。为了更好地通过雷击测试,电路设计时采用R18为电感L1提供电流旁路通路。
  电路中变压器(T1)担负着初次级能量传递功能,通过IC控制功率三极管(Q1)的开通与关断之间的不断转换,电路初级侧的直流高压通过变压器耦合到次级变化成低压输出。功率三极管在开通与关断的瞬间都会产生电压尖峰及EMI噪声,为了抑制电压尖峰和EMI噪声,电路设计时加入了RCD吸收电路,即R9、D4、C6组成的电路。输出整流电路由肖特基二极管(D2)和电解电容(C3、C5)组成。
  这种电路为了符合GB17743《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》标准的要求,在路中增加许多EMI滤波电路和尖峰抑制电路,增加的这些电路都有功率消耗,从而增加整个电路的功耗,降低了LED驱动电源的效率,同时也增加了成本。
  随着LED的技术发展和成本的下降,一种不需要驱动的LED产品出现了(见图2),其工作原理是(见图3):通过整流后直接由IC芯片控制电流,输出给LED供电,LED是高工作电压,工作电压一般在18V-55V之间,通过串联就形成了220V工作电压,而不需要降压。
  

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  图2 高压LED产品
  

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  图3 高压LED工作原理图


  该产品优点是:控制电路简单、元器件少、成本低,可以用IC集成,由于LED是工作在高电压、低电流的状态下,因而,发热低、效率高,从而也提高LED的光效和寿命。控制电路是由IC芯片直接控制输出恒定电流,没有过多的功率器件和开关元件,因而,不会产生EMI高频骚扰,不需要增加EMI的滤波和抑制电路,也能符合GB17743《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》要求(见EMI测试结果图4),由于不需要其它元器件,就可以直接将IC芯片安装在铝基板,不必再制作传统LED驱动电源或其它部件,能让LED灯具更好的一体化设计和缩小体积,这样设计出的LED灯具只要做好电气强度保护,设计好爬电距离和电气间隙就能较容易符合GB7000.1《灯具 第1部分:一般要求与试验》等灯具标准的要求。
  

  
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  图4a 去电源化LED产品的EMI测试结果图
  

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  图4b 无EMI抑制电路的测试结果图
  

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  图4c 有EMI抑制电路的测试结果图
  

结束语:该产品能够直接接入220V电源工作,减少电路,降低成本,缩小体积,不再需要降压来转换LED的工作电压,不需要将变压器采取隔离措施等办法来满足GB19510.14《LED模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》的标准,只要做好电气强度保护,设计好爬电距离和电气间隙就能较容易符合GB7000.1《灯具 第1部分:一般要求与试验》等灯具标准的要求,此产品是LED球泡灯、LED筒灯、LED直管灯等产品降低成本,简化电路,提高产品性价比的一种非常好的解决方案。

关键词:一款电源

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