內(nèi)置電源LED日光燈應(yīng)用電路 - LED驅(qū)動電子電路設(shè)計圖集錦TOP11 —電路圖天天讀（130）

　　TOP2 內(nèi)置電源LED日光燈應(yīng)用電路設(shè)計方案

　　目前，幾乎市場上所有LED日光燈的電源都是采用內(nèi)置式。所謂內(nèi)置式就是指電源可以放在燈管里面。這種內(nèi)置式的最大優(yōu)點就是可以做成直接替換現(xiàn)有的熒光燈管，而無需對原有電路作任何改動。所以內(nèi)置式電源的形狀通常都是做成長條形，以便塞進半圓形的燈管中去。隔離式是指在輸入端和輸出端有隔離變壓器隔離，這種變壓器可能是工頻也可能是高頻的。但都能把輸入和輸出隔離起來?？梢员苊庥|電的危險。也容易通過CE或UL認證。

　　內(nèi)置電源LED日光燈的耗電

　　采用內(nèi)置式電源的最大優(yōu)點就是可以直接替換現(xiàn)有熒光燈而不需要對原有的接線做任何改變。那么內(nèi)置式的這種優(yōu)點是不是也付出一定的代價呢？的確如此，而且這個代價還不小。這要從普通熒光燈的鎮(zhèn)流器結(jié)構(gòu)說起：我們知道，最普通的熒光燈的起輝是采用一個串聯(lián)的鐵芯電感和一個并聯(lián)的起輝器（圖 3a）。對于這種電路在用LED日光燈直接替換時，只要拔掉起輝器就可以了。但是由于鐵芯電感仍然串聯(lián)在電路中，所以它仍然帶來將近 6.4W（Philip）到10W（國產(chǎn)）的損耗，結(jié)果由于這部分的額外損耗就大大降低了LED的節(jié)電功效。例如，本來一個20W的LED日光燈可以取代一個36W的熒光燈，以內(nèi)置非隔離式的20W LED日光燈為例，實測結(jié)果如下。

　?。╞）電子鎮(zhèn)流器

　　圖3. 熒光燈電源電路圖

　　也就是說，直接換的結(jié)果是效率大大降低，對于國產(chǎn)電感鎮(zhèn)流器，效率只有56.2%。只比普通熒光燈節(jié)電6.8W。這使得LED日光燈的節(jié)電效能大打折扣，以致合同能源管理（EMC）難以執(zhí)行。

　　散熱和壽命

　　這種半圓柱的表面積為：2πR*h/2=πR*h。對于T8燈管來說，它的直徑為26mm，所以半徑為13mm。1.2米的T8燈管，其表面積為：π*1.3+120=490cm2，我們知道LED散熱器的表面積通常要求60cm2/W。，所以這種半鋁管只能散8W左右的熱量。而T8型 LED日光燈通常輸入功率為20W，假定LED的發(fā)光效率只有20%，那么有16W的輸入電功率都變成熱量。而現(xiàn)在只能散去8W的熱量，而還有8W的熱量無法散去，其結(jié)果就是使得LED的結(jié)溫升高，壽命縮短。

　　不僅如此，由于電源內(nèi)置，電源的熱量也就加入到管內(nèi)，假定電源的效率為88％，所以就有2.4W的熱量也要散去，相當(dāng)于又要增加30％的熱量，也就是說一共有10.4W的功率無法散發(fā)出去。使得LED的散熱又增加的一份困難，或者說，使得LED的使用壽命也更加縮短。而且，電源的長度大約為燈管長度的五分之一，電源所發(fā)的熱也集中在這一段里面，使得靠近電源的這些LED受到更熱的烘烤，因而壽命也比其他地方的LED更短，燈管在損壞時，靠近電源的一段先黑掉?？梢哉J為，內(nèi)置電源的LED日光燈的壽命不會高于10，000小時。而且把電源放到管子里面，電源本身還要承受由LED產(chǎn)生的很高的環(huán)境溫度，這就大大降低了電源里的電解電容的壽命，也就降低了整個燈具的壽命。

　　使用成本

　　因為內(nèi)置電源的LED日光燈壽命只有10，000小時，和外置電源的50，000小時相比，其使用成本顯然高了5倍。不僅如此，在使用過程中，不管是 LED損壞了，還是電源損壞了，通常兩個都要一起丟棄。而外置式電源的LED日光燈，則可以壞了哪個丟哪個。此外，內(nèi)置電源式也增加了電子垃圾的回收處理的成本。因為必須把電源部分拆出來再分別處理。外置式電源，不僅效率高、壽命長，而且還可以增加手動調(diào)光或自動調(diào)光等特殊功能，這些都是內(nèi)置式所無法比擬的！可以認為，內(nèi)置式的缺點和問題是很嚴重的，遺憾的是，有些人只是貪圖它在購買時可能便宜10%，而不顧其使用成本高5倍以上。真可謂是為小失大，得不償失！

　　LED電源次級恒流經(jīng)典電路TOP6

　　本文就對LED照明電源當(dāng)中次級恒流的一些常見方法進行了總結(jié)。LED驅(qū)動電源將直接決定LED燈的可靠性與壽命，作為電源工程師，我們知道LED的特性需要恒流驅(qū)動，才能保證其亮度的均勻，長期可靠的發(fā)光。　首先我們先來談?wù)劚容^流行的TL431的幾種恒流方式。

　　單個TL431恒流電路

　　如上圖，即是利用單個TL431恒流的示意圖。這種電路的原理非常簡單，主要利用了431的2.495V的基準(zhǔn)來做恒流，并且同樣限制了LED上面的壓降，但優(yōu)點與缺點同樣明顯。

　　優(yōu)點：電路簡單，元器件少，成本低，因為TL431的基準(zhǔn)電壓精度高，R12，T13只要采高精度電阻，恒流精度比較高。

　　缺點：由于TL431是2.5V基準(zhǔn)，故恒流取樣電路的損耗極大，不適合做輸出電流過大的電源。而此電路的致命缺陷是不能空載，故不適合做外置式的LED電源，所以下面我們對線路的一些缺陷進行了改進。

　　單個TL431恒流改進型電路

　　如上圖，即是利用單個TL431恒流的改進型示意圖

　　原理：此電路同樣是利用了TL431的2.495V的基準(zhǔn)來做恒流，跟上面的電路不同點在于減少了電流取樣電路的電壓，只要合計設(shè)計R12，R13，R14的值，可以限制LED上面的壓降。

　　優(yōu)點：電路簡單，元器件少，成本低，跟上面電路相比，顯著降低了取樣電阻的功耗，恒流精度很高，克服了上面的電路不能空載的致命缺陷，當(dāng)有個別LED擊穿時，可以自動調(diào)整輸出電壓。

　　缺點：當(dāng)輸出空載時，輸出電壓會有上升，上升幅度由電流取樣電路電阻與R12，R13的比值決定。

　　其實這個電路的真正缺點是：當(dāng)單個LED的壓降一致性不高時，恒流點也會相應(yīng)發(fā)生變化。比如最常見的12串的LED燈，最低壓降為35.5V左右，最高回到37.4V左右（個人的經(jīng)驗，當(dāng)然不同廠家的情況會不一樣），那么恒流精度就會相差到5%-8%。