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原创 LED吸顶灯及其电源(三)

 2012-2-6 14:37  3310 20 20 分类: 采购与分销

一个采用恒流二极管的8W电源的实测结果如下表所示：

Vin V	Pin W	V_CRD V	V_LED V	I_LED mA	效率 η
240	8.5	68.1	250.5	25.6	75.44%
235	8.3	58.2	252	25.7	78.03%
230	8.2	50.7	253.7	26.2	81.06%
225	8.3	43.3	252.7	27.1	82.51%
220	8	39.3	255	27.5	87.66%
215	8	26.6	255.6	27.8	88.82%
210	7.9	20.5	255	27.8	89.73%
205	7.7	17.8	251.4	27.7	90.44%
200	7.2	13.9	250.8	27.5	95.79%
195	6.4	4.2	250	25.2	98.44%
190	5.8	4.2	243.9	23.7	99.66%

有表中可见，采用恒流二极管以后其最高效率的确可以做到非常高。是一种值得选用的电源。为了在220V得到最高的效率，看来应该串联90个以上的LED。

各种恒流二极管的参数如下表所示：

公司及产品型号	恒定电流	电流温度系数	电压范围	功率耗散能力	封装	功能电路	备注
CL1 Supertex	20+/-5% mA	-8.5μA / °C	5-90V	900mW	SOT-89 & D-PAK		可用于小功率LED串联，电源电压可达220VAC
PSSI2021SAY NXP	0.15-50mA 可调	0.15%/ºK	10-75V	335mW	SOT353 (SC-88A)		恒定电流可用外部电阻调节，适用电压由功耗决定
BCR402R Infineon	20-60mA 可调	-0.3%/ ºK	9-18V	330mW	SOT143R		适用电压过低，只能用于低压直流供电场合
NSI45025T1G On-Semi	25mA+/-15%		5-50V	460mW Package	SOD-123		耐压较低用于120VAC
NSI50350ADT4G	350mA+/-10%		5-55V	11W package	DPAK Case369C		适用于120VAC
NSI50350AST3G	350mA+/-10%		5-55V	5.8W	SMC Case 403		适用于120VAC
S-562T Semitek Japan	5.6mA	<-0.5%/ ºK	4.5V-100V	500mW			恒定电流过低，需要多个并联使用
SST502 Linear System	20mA		0.8-45V	350mW	SOT-23		耐压较低，适用于 120VAC
NU501 NumEn Tech. Taiwan	15-40mA		1.6-12V	250mW	SOT-23-3		适用电压过低，只能用于低压直流供电场合

2.采用高压直接降压的开关式恒流源

由交流直接整流得到的电压是264V，这时候可以采用直接降压的高压Buck电路来恒流。

a）PAM99700

图5为采用美国PAM公司的PAM99700的高压Buck的电路图。

图6. 采用美国PAM公司的PAM99700的高压Buck的电路图。

这个电路的特点是效率高达90%，功率因数也大于0.9以上。外部电路也很简单。可以驱动多达40个1W的LED。一个采用PAM99700的LED吸顶灯照片如图7所示。

它是采用24串7并的3014型LED，总功率16.8W。右下角的蓝色印制板是红外遥控接收器。

图7. 采用PAM99700作为恒流驱动源的LED吸顶灯

它的实测结果如下（图8）：

b）HV9861A

最近美国Supertex公司推出了新款高压降压芯片HV9861A以取代HV9910B.它采用了均值取样从而提高了恒流精度至+/-3%。它的电路图如图9所示。

图9. HV9861A直接降压式电路图

这个电路可以驱动21个1W的LED。其主要指标如下：

输入电压	输出电压	输出电流	效率	功率因数	输出开路保护	输出短路保护
90-265VAC	20-60V	350mA+/-4%	91-92%	0.5-0.56	有	有

其输出LED电流以及效率随输入电压的变化如图10所示。

图10. 输出电流和效率随输入电压的变化

因为电路中没有采用无源功率因数校正，所以功率因数比较低。这个电路也没有采用为减小EMI所需的滤波器，如果加上这两项以后都会降低其效率。

所有这些非隔离式电源因为在LED负载上会触摸到市电，所以有严格的安规检验，尽管采用良好的绝缘可以满足安规的要求，但是欧盟IEC 61347-2-13 (5/2006)标准规定在LED负载端电压不可超过25VAC或35VDC。所以采用非隔离电源是无法出口欧盟的。

隔离式电源

最近美国TI公司推出了一种隔离式恒流源芯片TPS92070，它的电路图如图11所示。

图11. TPS92070实际应用电路图

输入：90-264VAC

输出：25V,350mA

效率：>85%

1. 可调光隔离式恒流源

l iW3614

其电路图如图12所示。

图12. iW3614应用电路图

输入：100-120VAC或220-240VAC

输出：25V,400mA

效率：>82%

PF：>0.9 非调光模式，调光模式时取决于可控硅。

THD：满足 IEC61000-3-2

调光兼容RC、R、RL

l LT3799

今年2月美国凌特公司宣布了一个用于LED恒流驱动的IC（LT3799），它可以驱动4-100W的LED，而且本身带PFC，外置功率MOSFET开关管，反激隔离式而不需要光耦合器，外置元件减到最少，而且还可以用于可控硅调光。

图13 可用于高功率LED 吸顶灯的反激式隔离型恒流电源

这个电路图是一个给24瓦吸顶灯用的演示板的电路图。其主要技术指标如下：

输入电压

输出功率

输出电压

输出电流

LED数

效率

功率因数

90-270VAC

25W

25VDC

8x3W

83-86%

0.92-0.99

它的演示版的布置图如图14所示。具体应用时当然也可以设计成圆形。

图14. LT3799的演示版

这个市电恒流源因为功率大，而且可以适应4-100W的宽功率范围（这是吸顶灯的功率范围），所以一定是采用外置MOS开关管，而且也因为功率大，所以要求采用功率因数校正（PFC）。对于不同的功率，除了要选择不同的MOS管外，还要求选择不同大小的变压器。变压器加大了整个恒流源的体积和重量，降低了效率。但是这是为隔离市电所必需的。

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