摒棄表象從技術上解決問題:LED驅動設計的五大心得
發布時間:2016-02-11 責任編輯:susan
【導讀】想要普及LED燈具,不僅需要大幅度降低成本,更需要解決技術性的問題。如何解決能效和可靠性這些難題,PowerIntegrations市場營銷副總裁DougBailey分享了高效高可靠LED驅動設計的心得。
心得一:不要使用雙極型功率器件
DougBailey指出由於雙極型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一個,所以一些設計師為了降低LED驅動成本而使用雙極型功率器件,這樣會嚴重影響電路的可靠性,因為隨著LED驅動電路板溫度的提升,雙極型器件的有效工作範圍會迅速縮小,這樣會導致器件在溫度上升時故障從而影響LED燈具的可靠性,正確的做法是要選用MOSFET器件,MOSFET器件的使用壽命要遠遠長於雙極型器件。

心得二:盡量不要使用電解電容
LEDqudongdianluzhongdaodiyaobuyaoshiyongdianjiedianrong?muqianyouzhichizheyeyoufanduizhe,zhichizherenweiruguokeyijiangdianlubanwendukongzhihao,yicidachengyanchangdianjiedianrongshoumingdemude,liruxuanyong105度壽命為8000小時的高溫電解電容,根據通行的電解電容壽命估算公式“溫度每降低10度,壽命增加一倍”,那麼它在95度環境下工作壽命為16000小時,在85度環境下工作壽命為32000小時,在75度環境下工作壽命為64000小時,假如實際工作溫度更低,那麼壽命會更長!由此看來,隻要選用高品質的電解電容對驅動電源的壽命是沒有什麼影響的!
haiyoudezhichizherenweiyouwudianjiedianrongdailaidegaowenbodianliuerdaozhidedipinshanshuohuiduimouxierenyanzaochengshenglishangdebushi,fududadedipinwenboyehuidaozhiyixieshumaxiangjishebeichuxianchapinshanshuodelianganzhage。suoyi,gaopinzhiguangyuandengjuhaishixuyaodianjiedianrongde。buguofanduizhezerenweidianjiedianronghuiziranlaohua,lingwai,LED燈具的溫度極難控製,所以電解電容的壽命必然會減少,從而影響LED燈具的壽命。
對此,DougBailey認為,在LED驅動電路輸入部分可以考慮不用電解電容,實際上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去電解電容,PI的單級PFC/恒流設計可以讓設計師省去大容量電容,在輸出電路中,可以用高耐壓陶瓷電容來代替電解電容從而提升可靠性,“有的人在設計兩級電路的時候,在輸出采用了一個400V的電解電容,這會嚴重影響電路的可靠性,建議采用單級電路用陶瓷電容就可以了。”他強調。“對於不太關注調光功能、高溫環境及需要高可靠性的工業應用來說,我強烈建議不采用電解電容進行設計。”

心得三:MOSFET的耐壓不要低於700V
耐壓600V的MOSFET比較便宜,很多認為LED燈具的輸入電壓一般是220V,所以耐壓600V足夠了,但是很多時候電路電壓會到340V,在有浪湧的時候,600V的MOSFET很容易被擊穿,從而影響了LED燈具的壽命,實際上選用600VMOSFET可能節省了一些成本但是付出的卻是整個電路板的代價,所以,“不要選用600V耐壓的MOSFET,最好選用耐壓超過700V的MOSFET.”他強調。
心得四:盡量使用單級架構電路
Doug表示有些LED電路采用了兩級架構,即“PFC(功率因數校正)+隔離DC/DC變換器”的架構,這樣的設計會降低電路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,則整個電路的效率會降低到83.6%!“PI的LinkSwitch-PH器件同時將PFC/CC控製器、一個725VMOSFET和MOSFET驅動器集成到單個封裝中,將驅動電路的效率提升到87%!”Doug指出,“這樣的器件可大大簡化電路板布局設計,最多能省去傳統隔離反激式設計中所用的25個元件!省去的元件包括高壓大容量電解電容和光耦器。”Doug表示LED兩級架構適用於必須使用第二個恒流驅動電路才能使PFC驅動LED恒流的舊式驅動器。這些設計已經過時,不再具有成本效益,因此在大多數情況下都最好采用單級設計。
心得五:盡量使用MOSFET器件
如果設計的LED燈具功率不是很高,Doug建議使用集成了MOSFET的LED驅動器產品,因為這樣做的好處是集成MOSFET的導通電阻少,產生的熱量要比分立的少,另外,就是集成的MOSFET是控製器和FET在一起,一般都有過熱關斷功能,在MOSFET過熱時會自動關斷電路達到保護LED燈具的目的,這對LED燈具非常重要,因為LED燈具一般很小巧且難以進行空氣散熱。“有的時候會發生LED因過熱燃燒傷人的情況,但是我們的方案從來不會這樣的。”他表示。
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