LED替換石英燈驅動方案

【原創】LED替換石英燈驅動方案

文章來源自：高工LED

2014-02-28 00:08:20 閱讀：9416

摘要誰能夠在小空間內做到兼容市面上的所有所有電子變壓器，並且輸出穩定的電流驅動LED，做到高效、低成本，誰就能夠主導這個市場。

【來源：高工LED旗下《LED好產品》雜誌2月刊  文/何曙光 張建剛】

眾所周知，原來已有的石英燈採用LED燈替換，是最能夠體現節能效果的應用市場；但在許多場合，替換時出現了各種各樣的問題，不亮、閃爍、不夠亮等等，使得LED推廣應用受到了限制，困擾著大家。

　　我們就這個事情，與大家分幾個方面進行討論。　　

電子變壓器的特點：

　　電子變壓器是一種有一定歷史、同時較為廉價、輸出功率大，針對石英燈專門設計的電源變換器。電路拓撲形式有多種類別，產品各家不盡相同。

　　它們的共同點是功率因數較高，線路簡單，波形很差(工頻包絡)，但這個對石英燈來說，沒有什麼影響，它僅僅只是需要一個「能源」罷了，加熱燒紅即發光。與電子變壓器配套使用的石英燈，它實質就是一個白熾燈，從電源的角度去看它，就是一個純電阻性質的負載。　

　LED燈的適配特性：

　　LED燈，從電源的角度去看它，它類似於一個蓄電池性質的負載，在沒有達到一定的電壓時，LED幾乎沒有電流通過。在達到工作電壓時，再增加一點電壓，電流會很快增大，它是一個非線性器件。相對於電子變壓器的輸出特性，一般DC/DC變換電路和LED電壓--電流曲線是不搭配的。

　　多數的電子變壓器採取的是雙向二極體激勵，通過電流正反饋加強驅動三極體的工作模式。再次說明，這種模式是針對白熾燈(石英燈)負載設計的，石英燈它消耗的功率大(35W~50W)，且在冷態時它的電阻小，更容易使電子變壓器在起始工作時段，因電流大而使得反饋驅動強，而迅速建立正常工作狀況。　

　電子變壓器供電LED的不適應：

　　它主要有三點：

　　1、電子變壓器的輸出特性要求低阻性負載，如果沒有一個大的次級負載電流，初級的電流環輸出驅動不夠，會影響到電子變壓器的正常工作，惡劣時會由於欠驅動而燒壞三極體或者不工作。

　　2、追求高功率因數，電子變壓器的輸入濾波電容小，它的輸出電壓在示波器上展開波形，看見的是一條條很窄的脈衝，不連續，佔空比大(如圖1所示)。

　　3、由於LED 需要的是直流供電，所以加整流二極體，二極體有0.3V左右(肖特基)死區電壓，它使得在電子變壓器啟動時，起始段可能沒有電流(死區影響)，因無電流反饋驅動而停止工作。　　

解決問題的幾個思路：

　　1、在變壓器的輸入端，即整流橋的輸入前面，適當接入一個假負載，例如RC；(圖2)使得啟動時初始段即有電流流過。保障電子變壓器正常工作；

　　2、採用高工作頻率的升壓或反轉模式的DC/DC，頻率是電子變壓器的10~50倍，使得每一次的輸出的時間點上都有DC/DC變換工作在導通狀況，向電子變壓器吸取能量，維持一個一定的電流，進而保障電子變壓器電流反饋驅動持續。(圖3)

　　3、採用新的電路拓撲方式；　　

幾種經典的電子變壓器某些特性：

　　PHILIPS：輸出較大，電壓高，允許部分過載，負載適應性較好；

　　OSRAM：輸出有保護，特別是當電壓輸入較高時，易發生保護，對於接有大濾波電容的AC/DC整流，在啟動時，易產生誤動作保護。

　　AcTEC：輸出電壓低，特別是小功率(例如帶4W~6W的負載)時，它的輸出電壓就特別低，經整流濾波後往往在5~8V之間，它的輸出特性是為了保護電子變壓器不過載而設計，只有在額定功率時，它才會有額定的電壓輸出。

　　其餘的市售各種電子電壓器，幾乎每種輸出特性都不一樣，甚至於同一款輸出特性都差異較大。　

　挑戰與市場：

　　由於電子變壓器的廣泛使用，在全球大約有3億支在運行，並至今還在被大量生產，加上發達國家人力成本與行業操作規程，限制了更換電子變壓器，而能夠直接去替換石英燈，是最方便最經濟、安全的方式，

　　誰能夠在小空間內做到兼容市面上的所有所有電子變壓器，並且輸出穩定的電流驅動LED，做到高效、低成本，誰就能夠主導這個市場。

　　經過多年研究，目前具備了三種方案，去完全解決上述的各種問題，根據不同的LED參數與認證標準要求，輸出功率等等，選擇不同的方案。

(本文作者來自深圳市沃能達科技有限公司)