這幾個在LED驅動電路中會常犯的錯誤一定要避免!雙層電容LED電路解析

2021-01-09 電子產品世界
  在LED電路中容易犯的幾個錯誤:

  對於新手來講LED驅動設計其實並不是一件容易的事兒,針對這方面問題小編特別總結了設計達人的一些在工作中需要注意的問題和親身的設計心得進行分享。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/367440.htm  不要使用雙極型功率器件

  由於雙極型功率器件比便宜,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。

  儘量不要使用電解

  LED驅動電路中到底要不要使用電解電容?目前有支持者也有反對者,支持者認為如果可以將電路板溫度控制好,依次達成延長電解電容壽命的目的,例如選用105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一萬六千個小時,在85度環境下工作壽命為三萬兩千個小時,在75度環境下工作壽命為六萬四千個小時,假如實際工作溫度更低,那麼壽命會更長!由此看來,只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!

  還有的支持者認為由無電解電容帶來的高紋波電流而導致的低頻閃爍會對某些人眼造成生理上的不適,幅度大的低頻紋波也會導致一些數碼像機設備出現差頻閃爍的亮暗柵格。所以,高品質光源燈具還是需要電解電容的。不過反對者則認為電解電容會自然老化,另外,LED燈具的溫度極難控制,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,資深工程師認為在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/恆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,在設計兩級電路的時候,輸出採用了一個400V的電解電容,這會嚴重影響電路的可靠性,建議採用單級電路用陶瓷電容就可以了。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,建議不採用電解電容進行設計。

  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。

  儘量使用單級架構電路

  有些LED電路採用了兩級架構,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控制器、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%,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。LED兩級架構適用於必須使用第二個恆流驅動電路才能使PFC驅動LED恆流的舊式驅動器。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採用單級設計。

  儘量使用MOSFET器件

  如果設計的燈具功率不是很高,我們建議使用集成了MOSFET的LED驅動器產品,因為這樣做的好處是集成MOSFET的導通少,產生的熱量要比分立的少,另外,就是集成的MOSFET是控制器和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。

  雙層電容LED電路解析:

  近年來由於對LED的性能發展和節能的日益關注,LED被用於照明、超薄電視機的背光等等各種各樣的用途,今後更有望作為各種設備的光源而被廣泛應用。其中高亮度LED可用作為相機攝影用的光源。如今,像智慧型手機、數位相機、數碼攝像機等可攜式設備中都安裝了高亮度的攝影用光源LED,作為動畫攝影時的火炬之光以及靜止攝影時的閃光被使用。由於LED今後性能的不斷提高,可能會被更廣泛的用於拍攝場景。

  LED閃光及課題

  LED具有這一特徵,由控制通過的電流量及時間來調整其自身亮度。因此適用於拍攝場景,使得廣泛應用靜止攝影時的閃光和動態攝影時的火炬之光成為可能。

  圖1(左)為一般的LED閃光電路結構。LED的電源為電池,因此流入LED的電流為電池的性能所制約。因此明亮度也受到制約。為了配合LED性能的提高及攝影的情況,則需要更明亮的發光,因此必須大電流流向LED。在此,圖1(右)為電氣雙層電容器(EDLC)作為輔助電源來使用的電路結構。在這一電路中,電池無法提供的大電流可以由EDLC來提供,因此與電池的限制無關,LED也能更明亮的發光。

  圖1:LED閃光的電路結構(左:無EDLC、右:使用了EDLC)

  圖2中EDLC作為輔助電源,顯示了8A的電流流入LED時的數據。得出的結果是超過了1,000lux的亮度。

  圖2:使用了EDLC,大電流(8A)驅動LED時的發光特性

  最適合LED閃光系統的村田製作所的EDLC

  為了在極短的時間內向LED提供大電流,作為輔助電源被使用的充電粒子的特性要求容量大、內部電阻低。此外,為了在不同環境下能提供穩定的電流,在大溫度範圍內內部電阻低且穩定也是必要條件。

  EDLC可能實現大容量,因為原理上不會有化學反應的蓄電構造與電池相比能夠減少內部電阻。村田製作所的EDLC不論電極材料還是構造都是最適合的,雖然是小型、超薄的輕包裝,卻在大溫度範圍下實現了低電阻(數十mΩ),以及大容量的電容器。因此,使大電流A在大溫度範圍內能低損耗放電。為此,可以在數十毫秒到數百毫秒間向LED提供一般手提設備的電池難以提供的超過2A的大電流。(參考圖3)‖


  圖3:放電特性 (2.7V/700mF/30mΩ產品)

  表1為村田製作所的EDLC產品一覽,圖4為使用了我公司EDLC的LEDflach演示板。這個系統能在33毫秒內向LED提供最大為8A的大電流。(可控制在2A-8A/10-60毫秒)

  圖4:使用了EDLC的LED閃光演示板

  今後的發展

  作為智慧型手機、數碼攝像機中攝影用燈的LED被廣泛使用。這些機器中EDLC用作LED的輔助電源,能實現更明亮的閃光。另一方面,數位相機使用了疝氣管閃光系統,具有易控制、省電省空間的特徵,有望替代LED。至今為止,能通較大電流的電路系統、高發光率的LED都需要大容量和低電阻的EDLC。

  配備了攝像頭的設備的用途在不斷擴大,有望在我們的生活中佔據更為重要的位子。我公司將繼續研究商品的特徵,繼續提案最適合驅動LED的小型、薄型輕包裝並容量大、電阻低的EDLC,並且繼續為提高配備攝像頭設備的便利性做出貢獻。

相關焦點

  • 解析LED串聯與並聯驅動電路特性
    我的煤炭網>新聞>行業熱點>新能源>解析LED串聯與並聯驅動電路特性 解析LED串聯與並聯驅動電路特性 發布日期:2020-12-02 15:06:42 新聞歸檔
  • 【E電路】pwm脈衝寬度調製led驅動控制電路圖
    本文主要對pwm脈衝寬度調製led驅動控制電路圖進行了分析說明。本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201605/291314.htm  1、開機輸入浪湧電流限制電阻;  2、為一款逐流無源功率因數校正(PPFC)電路,通過擴展交流輸入市電整流二極體的導通角來改善電路的功率因數,較有源功率因數校正電路(APFC)具有造價低的優點;  3、濾波電容,當整流交流輸入接近零交越時,存儲電容
  • 各種白光LED專用驅動電路的特性對比分析
    打開APP 各種白光LED專用驅動電路的特性對比分析 國際led網 發表於 2019-10-16 17:29:54 由於白光LED還具備豐富的三原色色溫與高發光效率,一般認為非常適用於液晶顯示器的背光照明光源,因此各廠商陸續推出白光LED專用驅動電路與相關組件,有鑑於此本文接著要探討各種白光LED專用驅動電路的特性,與今後的發展動向。
  • LED驅動電路的工作原理及特點
    led 驅動電路除了要滿足安全要求外,另外的基本功能應有兩個方面,一是儘可能保持恆流特性,尤其在電源電壓發生±15%的變動時,仍應能保持輸出電流在±10%的範圍內變動。二是驅動電路應保持較低的自身功耗,這樣才能使LED 的系統效率保持在較高水平。
  • 無變壓器AC-DC恆流LED驅動電路---ZD832 LED constant
    利用工頻電源供電的Ac-DC恆流LED驅動電路.無論是採用何種拓樸.一般都需要使用橋式整流器、變壓器或電感器。Zywyn公司推出一種新型AC-DC恆流LED驅動IC.利用特有的線性控制結構體系.集成了全波橋式整流器、線性穩壓器、控制電路和過電壓及過溫度保護電路。無需外加整流器、變壓器和電感器。
  • 手把手教你分析一個LED驅動電源電路
    本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201710/366619.htm  一,先從一個完整的LED驅動電路原理圖講起。本文所用這張圖是從網上獲取,並不代表具體某個產品,主要是想從這個圖中,跟大家分享目前典型的恆流驅動電源原理,同時跟大家一起分享大牛對它的理解,希望可以幫到大家。
  • led檯燈電路圖講解
    打開APP led檯燈電路圖講解 佚名 發表於 2019-10-30 11:29:57 實際若這種充電LED檯燈的蓄電池或充電電路出了故障,我們可以將其拆除,然後添加幾個元件,將這種充電檯燈改成可以使用充電寶或手機充電器供電的USB檯燈。
  • led應急燈電源電路圖大全(六款模擬電路設計原理圖詳解)
    疏散應急照明燈、標誌燈,統稱消防應急照明燈具,是防火安全措施中要求的一種重要產品。平時它要像普通燈具一樣提供照明,當出現緊急情況,如地震、失火或電路故障引起電源突然中斷,所有光源都已停止工作,此時,它必須立即提供可靠的照明,並指示人流疏散的方向和緊急出口的位置,以確保滯留在黑暗中的人們順利地撤離。下面小編給大家介紹了幾款led應急燈電源電路原理圖參考。
  • 介紹幾個模塊電源中常用的MOSFET驅動電路
    下面介紹幾個模塊電源中常用的MOSFET驅動電路。1、電源IC直接驅動MOSFET圖1 IC直接驅動MOSFET電源IC直接驅動是我們最常用的驅動方式,同時也是最簡單的驅動方式,使用這種驅動方式,應該注意幾個參數以及這些參數的影響。
  • 解析LED燈中的數字邏輯電路
    打開APP 解析LED燈中的數字邏輯電路 發表於 2019-07-31 17:33:55 LED閃光燈,這是一款用門電路組成的低頻多諧振蕩器,它將輸出的脈衝加以放大,用來驅動一隻發光二極體,可以組成一個LED式閃光燈電路。
  • 貼片電容在LED驅動電路中的注意事項
    在這點上,小尺寸電容比大尺寸電容相對來說會好一點,其原理就是大尺寸的電容導熱沒這麼快到達整個電容,於是電容本體的不同點的溫差大,所以膨脹大小不同,從而產生應力。這個道理和倒入開水時厚的玻璃杯比薄玻璃杯更容易破裂一樣。另外,在MLCC焊接過後的冷卻過程中,MLCC和PCB的膨脹係數不同,於是產生應力,導致裂紋。要避免這個問題,回流焊時需要有良好的焊接溫度曲線。
  • 一種常見LED驅動電路的分析
    採用電容降壓電路是一種常見的小電流電源電路﹐由於其具有體積小﹑成本低﹑電流相對恆定等優點﹐也常應用於LED的驅動電路中。圖一 為一個實際的採用電容降壓的LED驅動電路﹕請注意﹐大部分應用電路中沒有連接壓敏電阻或瞬變電壓抑制電晶體﹐建議連接上﹐因壓敏電阻或瞬變電壓抑制電晶體能在電壓突變瞬間( 如雷電﹑大用電設備起動等 )有效地將突變電流洩放﹐從而保護二級關和其它電晶體﹐它們的響應時間一般在微毫秒級 。
  • 用RC振蕩電路製作led閃爍燈
    材料:一塊洞洞板、一個usb公頭、一個500kΩ可調電阻、三個高亮發光二極體、一個47uF電容、一個8050三極體、一個8550三極體。電路圖。這是一個典型的RC互補多諧振蕩電路,通過兩個互補三極體不斷的飽和導通和截止,驅動發光二極體閃爍。
  • 簡單led閃燈電路圖
    打開APP 簡單led閃燈電路圖 姚遠香 發表於 2018-08-06 10:58:39
  • 手機相機的LED閃光燈驅動電路
    在恆壓型驅動電路中,往往有一個電阻與LED串聯,用來確定產生預期正向電流所需向LED提供的電壓。這種方式有一個缺點,即LED正向電壓的任何變化都會導致LED電流的變化,從而無法保證流過LED的電流等於預設值,也就無法確保LED的亮度恆定。 在恆流型驅動電路中,通過檢測串聯在LED上電阻的電壓來保證流過LED的電流恆定。
  • LED驅動電子電路設計圖集錦TOP11 —電路圖天天讀(130)
    那麼內置式的這種優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。這要從普通螢光燈的鎮流器結構說起:我們知道,最普通的螢光燈的起輝是採用一個串聯的鐵芯電感和一個並聯的起輝器(圖 3a)。對於這種電路在用LED日光燈直接替換時,只要拔掉起輝器就可以了。
  • LED串聯與並聯驅動電路特性
    在串聯配置中根據白光LED的正向電壓,這一最高電壓最多能夠驅動10~13隻白光LED,驅動電流的範圍是連續狀態的10~350mA。這種配置的優勢是串聯的白光LED可以用單線傳輸電流。缺點則是:當PCB空間受限時(特別是高功率時),銅導線上的電流密度是個問題,而且如果在串聯模式中一隻白光LED發生故障,所有白光LED都將熄滅。
  • 基於一種驅動多個LED燈串的電路設計
    驅動多LED串求效率 並串聯方案各有利弊 要驅動多個LED燈串,最簡單的方法是使用能夠將電源電壓轉換為直流電(DC)輸出電壓(例如12伏特或24伏特)的電源,然後以此一電源驅動並聯LED燈串,且在各個燈串中使用電阻來調節電流。
  • 解密Micro-LED三種不同的驅動方式
    基本的有源矩陣驅動電路為雙電晶體單電容(2T1C:2 Transistor 1 Capacitor)電路,如圖2所示[4]。 圖2 有源選址驅動方式 每個像素電路中使用至少兩個電晶體來控制輸出電流,T1為選通電晶體,用來控制像素電路的開或關。
  • 簡易LED驅動電路圖
    打開APP 簡易LED驅動電路圖 21ic 發表於 2020-01-18 16:16:00   該恆定電流輸出電路非常適合驅動LED,高輸出電壓支持一個LED串,這樣無需考慮在LED之間分配電流,可在負載斷開、過載、短路和過熱情況下提供保護。