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行业技术|“震惊”的阻容降压高可靠LED照明电源

   更新日期:2017-03-24     来源:建材之家    作者:博一建材    浏览:41    评论:0    
核心提示:对于多串高压小电流LED驱动,阻容降压方案在效率、自身可靠性和成本上均比开关电源有着与生俱来的天然优势。但也有个致命的缺陷,就是降压电容带来的各种浪涌威胁,可能严重损害LED的使用寿命,这成为阻容降压在LED应用上最大的障碍。   通常串限流电阻的做法,也仅是减轻浪涌损害,却无法根除,而且电阻选小效果有限,阻值过大又会降低供电效率且发热严重。   大容量滤波电容固然可以对浪涌起到很

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博一建材讯:对于多串高压小电流LED驱动,阻容降压方案在效率、自身可靠性和成本上均比开关电源有着与生俱来的天然优势。但也有个致命的缺陷,就是降压电容带来的各种浪涌威胁,可能严重损害LED的使用寿命,这成为阻容降压在LED应用上最大的障碍。

通常串限流电阻的做法,也仅是减轻浪涌损害,却无法根除,而且电阻选小效果有限,阻值过大又会降低供电效率且发热严重。

大容量滤波电容固然可以对浪涌起到很好的缓冲作用,但是在频繁开关以及LED串偶然接触不良的情况下,这个电容非但抗浪涌效果大打折扣,甚至会变身为300多V的”高压杀手“瞬间击毁后面的LED串!

所有这些,让很多人对阻容降压望而却步,甚至视其为垃圾线路!

然而,下面这个仅几个零件的简单线路却可以完美解决所有这些问题:利用一个简易的耐高压恒流源,无论何种原因出现的浪涌高压,LED电流都能被限制在一个安全值以内,既不会过流也不会过压,从而彻底根除浪涌损害!

由于取消了普通阻容降压必不可少的限流电阻,连滤波电容的泄放电阻也由R2身兼,下图中除LED串之外全部元件的功耗只有0.1W左右,总供电效率接近95%!效率上秒杀所有开关电源驱动,成本仅比常规阻容降压增加一个高压管1毛钱左右。

对于不同的LED数量和工作电流,需调整C1,R2和R3,修改参数后,一般可以适用10~60串,最大几十mA的LED驱动。取值原则:C1按照普通电容降压取值;R2给三极管提供基极电流,这个电流应足以保证三极管在正常状态下有效饱和(典型特征就是三极管CE电压小于1V,长时间工作手摸三极管无温度);R3决定浪涌状态下的最大限流值(I限=(UB-Vbe)/R3),这个值必须稍大于C1的降压电流值,否则正常状态下三极管将不能有效饱和从而导致发热甚至烧毁。

以目前卷绕薄膜电容的质量现状,基膜和镀层的厚度越来越薄(看体积就知道),对较大电流的耐受能力普遍较差,对于接近100mA甚至更大的工作电流,除了需要加大C2外,C1也最好使用低损耗的优质安规电容或者通过多电容并联分流来提高可靠性,并在前端串一个33D-7的NTC减轻开机浪涌对C1的冲击。

对LED数量过多的较大功率LED灯建议考虑220V恒流直驱方案(另帖)。

补充方案:

三极管如果换用13000系列低β高压管,R2阻值要被迫大幅降低,R2上的损耗会增加数倍,影响总供电效率。

但如果不计较这点损耗,可以把R2改为1/4W,100K(仅针对上图38串方案),三极管用β>15的13001就可以了,其他不变——即使如此,整体效率仍可以达到90%左右,依然高于常见的开关电源驱动。

再补充:

1.这个线路不适合低压大电流的LED驱动,比如常见的1W灯珠,这种灯珠除了专用开关电源驱动外,也可以用普通低压直流电源+自制恒流驱动。

2.黄LED只是在浪涌高压瞬间有电流通过,正常工作中电流会被三极管be结和R3短路,基本不亮或极微亮。

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