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LED照明電源對低壓驅動IC技術要求

【高工LED綜合報道】

  LED照明燈具在近期得到飛躍的發展,LED作為綠色環保的清潔光源得到廣泛的認可。LED光源具備使用壽命長、節能省電、應用簡單方便、使用成本低等優勢,因而在家庭照明中未來都將得到海量的應用。現階段我國LED照明產業產值超過1500億元;廣東目前LED照明規模占全國市場的70%,去年廣東省LED產業實現工業總產值853億元。有專業人士預計,最快在2015年,LED照明在中國照明市場的占有率將達到20%,帶動產業規模將達5000億元,屆時我國將進入全球LED照明市場的前三強。


  LED燈具使用的LED光源有小功率(IF=15-20mA)和大功率(IF>200mA))二種,小功率LED多用來做led日光燈、裝飾燈、格柵燈;大功率LED用來做家庭照明燈、射燈、水底燈、洗牆燈、路燈、隧道燈、汽車工作燈等。其中大功率LED光源是低電壓、大電流驅動的器件,其發光的強度由流過LED的電流大小決定,電流過強會引起LED光的衰減,電流過弱會影響LED的發光強度。


  而且一般情況下照明用LED光源的VF電壓都很低,一般VF =2.75-3.8V,IF在15-1400mA;因此LED驅動IC的輸出電壓是VF X N或VF X 1, IF恒流在15-1400mA。


  綜上所述,LED的驅動需要提供恒流電源,以保證大功率LED使用的安全性,同時達到理想的發光強度。在LED照明領域,要體現出節能和長壽命的特點,選擇好LED驅動IC至關重要,沒有好的驅動IC的匹配,LED照明的優勢也就無法體現。


  現在由於LED綠色照明市場的需要,促使LED照明電源驅動芯片向創新設計發展,LED燈具的海量需求市場給所有集成電路設計公司再次大展拳腳的機會。


  大家都知道LED燈具照明電源是離不開驅動芯片的,因此需要多種功能的LED光源驅動IC。LED燈具選用36V以下的交流電源可以考慮非隔離供電,如選用220V和100V的交流電源應考慮隔離供電。至於直接使用AC100-220V的驅動芯片,因應用體積苛求,在技術上還有更高的要求、更大的難度,目前各國都在努力開發中。


  LED照明燈具電源對低壓驅動芯片的相關要求,具體如下:


  1. 驅動芯片的標稱輸入電壓範圍應當滿足DC8-40V,以覆蓋應用麵的需要,耐壓如能大於45V更好;AC 12V或24 V輸入時簡單的橋式整流器輸出電壓會隨電網電壓波動,特別是電壓偏高時輸出直流電壓也會偏高,驅動IC如不能適應寬電壓範圍,往往在電網電壓升高時會被擊穿,LED光源也因此被燒毀。


  2. 驅動芯片的標稱輸出電流要求大於1.2-1.5A,作為照明用的LED光源,1W功率的LED光源其標稱工作電流為350mA,3W功率的LED光源其標稱工作電流為700mA,功率大的需要更大的電流,因此LED照明燈具選用的驅動IC必需有足夠的電流輸出,設計產品時必需使驅動IC工作在滿負輸出的70-90%的最佳工作區域。使用滿負輸出電流的驅動IC在燈具狹小空間散熱不暢,容易疲勞和早期失效。


  3. 驅動芯片的輸出電流必需長久恒定,LED光源才能穩定發光,亮度不會閃爍;同一批驅動芯片在同等條件下使用,其輸出電流大小要盡可能一致,也就是離散性要小,這樣在大批量自動化生產線上生產才能有效和有序;對於輸出電流有一定離散性的驅動芯片必選在出廠或投入生產線前分檔,調整PCB板上電流設定電阻(Rs)的阻值大小,使之生產的LED燈具恒流驅動板對同類LED光源的發光亮度一致,保持最終產品的一致性。


  4. 驅動芯片的封裝應有利於驅動芯片管芯的快速散熱,如將管芯(Die)直接綁定在銅板上,並有一Pin直接延伸到封裝外,便於直接焊接在PCB板的銅箔上迅速導熱。如在一個類似4X4mm的矽片管芯上,要長時間通過300-1000mA的電流,必然有功耗,必然會發熱,芯片本身的物理散熱結構也是至關重要的。


  5. 驅動芯片本身的抗EMI、噪音、耐高壓的能力也關係到整個LED燈具產品能否順利通過CE、UL等認證,因此驅動芯片本身在設計伊始就要選用優秀的拓樸結構和高壓的生產工藝。


  6. 驅動芯片自身功耗要求小於0.5W,開關工作頻率要求大於120Hz,以免工頻幹擾而產生可見閃爍。