《電子技術(shù)應(yīng)用》
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LED燈電源設(shè)計(jì)的偉大構(gòu)想之一
摘要: 從2010年11月份第一次為用戶(hù)做了幾百臺(tái)阻容降壓的LED燈以來(lái)。觀察了幾個(gè)月,使用效果還可以。決心進(jìn)入LED行業(yè),認(rèn)真的做個(gè)好的LED電源。畢竟以前我沒(méi)有做過(guò)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì),許多因素難免欠考慮。在這立貼說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)想法,給同行參考以便提意見(jiàn)。我將從輸入輸出這2頭開(kāi)始LED燈電源設(shè)計(jì)的探索之旅。
Abstract:
Key words :

從2010年11月份第一次為用戶(hù)做了幾百臺(tái)阻容降壓的LED燈以來(lái)。觀察了幾個(gè)月,使用效果還可以。決心進(jìn)入LED行業(yè),認(rèn)真的做個(gè)好的LED電源。畢竟以前我沒(méi)有做過(guò)開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì),許多因素難免欠考慮。在這立貼說(shuō)明自己的設(shè)計(jì)想法,給同行參考以便提意見(jiàn)。我將從輸入輸出這2頭開(kāi)始LED燈電源設(shè)計(jì)的探索之旅。


  1、如果產(chǎn)品沒(méi)有接地或接地不良,那么跨接在L、N 之間的電容CY1、CY2 就會(huì)承受L、N 之間的220V 的電壓,在CY1 和CY2 的連接點(diǎn)(接地點(diǎn))上就會(huì)有110V 的電位。漏電是由于產(chǎn)品在使用的時(shí)候沒(méi)有接地導(dǎo)致的。這種漏電對(duì)于絕大部分人來(lái)說(shuō)是不會(huì)構(gòu)成安全危害的,但某些對(duì)電流較敏感的人會(huì)有較強(qiáng)反應(yīng)。

  接地阻抗測(cè)試為測(cè)試產(chǎn)品的接地點(diǎn),對(duì)產(chǎn)品的外殼或金屬部份,施以一個(gè)恒流(一般電流在10-40A 之間) 電源來(lái)測(cè)試兩點(diǎn)間的阻抗大小,一般產(chǎn)品規(guī)定量測(cè)25A,阻抗不得大于0.1Ω 而CSA要求量測(cè)40A,以此測(cè)試,可檢測(cè)出接地點(diǎn)螺絲未鎖緊、接地線徑太小、 接地線斷路等問(wèn)題。

  X Y 電容都是需要用安規(guī)電容。而X 電容一般是薄膜電容MKP 之類(lèi),方型外觀;多數(shù)Y 電容是陶瓷電容耐壓1KV以上。x 電容是跨接在電力線兩線(L-N)之間的電容;Y 電容是分別跨接在電力線兩線和地之間(L-E,N-E)的電容,一般是成對(duì)出現(xiàn)。基于漏電流的限制,Y 電容值不能太大,一般X 電容是uF 級(jí),Y 電容是nF 級(jí)。X 電容抑制差模干擾,Y 電容抑制共模干擾。

  安規(guī)電容安全等級(jí)

  X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ

  X2 ≤2.5kV Ⅱ

  X3 ≤1.2kV ——

  安規(guī)電容安全等級(jí) 絕緣類(lèi)型 額定電壓范圍

  Y1 雙重絕緣或加強(qiáng)絕緣 ≥ 250V

  Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V

  Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V

  Y4 基本絕緣或附加絕緣 <150V

  Y 電容的電容量必須受到限制,從而達(dá)到控制在額定頻率及額定電壓作用下,流過(guò)它的漏電流的大小和對(duì)系統(tǒng)EMC 性能影響的目的。GJB151 規(guī)定Y 電容的容量應(yīng)不大于0.1uF。Y 電容除符合相應(yīng)的電網(wǎng)電壓耐壓外,還要求這種電容器在電氣和機(jī)械性能方面有足夠的安全余量,避免在極端惡劣環(huán)境條件下出現(xiàn)擊穿短路現(xiàn)象,Y 電容的耐壓性能對(duì)保護(hù)人身安全具有重要意義。

  個(gè)人觀點(diǎn):不用接地端子,電源與燈具做好絕緣!

  2、防雷用MOV:14K431、430V、連續(xù)275VAC、350VDC 155J(10/1000us) 、110 J(2ms) 、710V,6000A(8/20us)。

  LC濾波用貼片器件,不要用大體積電感。橋堆MB6S的正向壓降0.8A時(shí)有2×1V?那MB6S的損耗有點(diǎn)大了(1.6W)。誰(shuí)有0805的0.3V正向壓降的二極管或橋堆?

  3、這幾天在學(xué)習(xí)仿真軟件,網(wǎng)上只能下載了multisim10.1。經(jīng)常出錯(cuò)死掉,它的元件庫(kù)中的LED我修改為3.1V/350mA,不知能模擬實(shí)際的LED伏安特性嗎?


  4、單片機(jī)初選TI,MSP430系列。先做個(gè)原理圖。

 5、單片機(jī)電路功耗3.6V/6mA,直接從橋堆后取電損耗太大;所以從LED燈串后取電。不過(guò)輸入AC電壓只能分級(jí)了:190VAC—250VAC, 80VAC---150VAC。單片機(jī)電源最大損耗

  6mA×60VAC=360mW。單片機(jī)電路總功耗=360mW + 3.6V×6mA +

  電壓采集電路損耗250V~2/1000=63mW + 30Mo*1A~2=30 mW = 475Mw。6mA包括單片機(jī),紅外接收頭,3線串行聯(lián)網(wǎng)接口,熱電阻溫度,光敏電阻,I/O等電路的電流。

  Vadc, Iadc為單片機(jī)內(nèi)16位ADC的電壓,電流單極性采集輸入。

  Tled,THJ為L(zhǎng)ED燈板溫度與環(huán)境溫度熱敏電阻采集輸入。單片機(jī)有內(nèi)部測(cè)溫二極管。

  VDR,IRD為光敏電阻,紅外遙控頭采集輸入。

  HZ過(guò)零檢測(cè),不一定需要。

  VDD到3.6V間有穩(wěn)壓電路。

  I/O單片機(jī)到LED驅(qū)動(dòng)電路的控制線4―――6根。

  RXD,AND,TXD三線光隔串行聯(lián)網(wǎng)HE1接口,可串接上百個(gè)HE1設(shè)備,再通過(guò)HE1-TCP/IP轉(zhuǎn)換器上網(wǎng)。

  6、LED驅(qū)動(dòng)電路方案1)。輸入交流經(jīng)PFC電路后成為直流,再經(jīng)由單片機(jī)控制的多路可變恒流源。PFC電路為提高效率無(wú)需穩(wěn)壓,當(dāng)輸入交流為190VAC時(shí)直流=190×1.4=276VDC,用單片機(jī)控制的第一路可變恒流源;接272.8V/3.1V(330mA)=88個(gè)LED的燈串,即使直流電壓掉到250VDC(179VAC),只是燈串的電流變?yōu)?br />
  260 mA (88×2.85V)。即使直流電壓升為280V,只是燈串的電流變?yōu)?60 mA (88×3.18V)。所以輸入交流為200VAC時(shí)用第一路可變恒流源;接88個(gè)LED的燈串。輸入交流為220VAC時(shí)用第二路可變恒流源;接98個(gè)LED的燈串。輸入交流為240VAC時(shí)用第三路可變恒流源;接108個(gè)LED的燈串。輸入交流為260VAC時(shí)用第四路可變恒流源;接118個(gè)LED的燈串。這樣MOS管的功耗接近0,即使誤差在308VDC(220VAC)有5V的壓降*1A也就5W,而總功率為308W,效率也有303/308=98.4%。用單片機(jī)檢測(cè)輸入直流電壓來(lái)控制可變恒流源是容易做到效率99%的!誰(shuí)有1W LED的燈串?做實(shí)驗(yàn)。

  7、LED驅(qū)動(dòng)電路方案2)。不用PFC電路,不用電解電容,用單片機(jī)檢測(cè)輸入交流電壓來(lái)控制可變恒流源。但為提高功率因數(shù)路數(shù)要用多點(diǎn)。功率也相對(duì)方案1變小了。
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