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家电市场强劲复苏，政策加持，内外销量双双大涨! 【哔哥哔特导读】白电市场稳步增长，小家电市场突飞猛进，元器件厂商们，你们做好准备迎接机会了吗? 2024年第一季度，中国家电市场显示出明显的回暖迹象。 年初以来，政府积极推动消费品以旧换新政策的落实，国务院印发了《推动大规模设备更新和消费品以旧换新方案》。目前看来，这些政策已初显成效。根据奥维云网的数据，第一季度国内家电市场的总销售额达到了1799亿元，同比上升6.8%。这表明，随着经济的逐步复苏以及政府政策的落地，居民的消费意愿也在逐步提升，家电市场正在回归增长轨道。 从家电细分市场来看，作为家电市场中最大细分市场的白色家电的增长尤为稳健。从企业的财报来看，白色家电三巨头——美的、海尔和格力——一季度营收均实现同比增长。美的集团一季度营收达到1061.02亿元，同比增长10.22%，净利润为90亿元，同比增长11.91%。海尔智家在智能化和多元化的产品策略支持下，一季度营收为689.78亿元，同比增长6.01%;净利润为47.73亿元，同比增长20.16%。格力电器虽然在营收及利润规模上稍逊一筹，但其净利润率较高，一季度营收为363.64亿元，同比增长2.56%，净利润为46.75亿元。 尽管近年来，黑色家电市场受到高通胀和面板价格上升等因素的影响，市场容量和利润双双承压，然而在经过调整后，销售规模已经趋于稳定。以海信视像和四川长虹为代表的黑色家电企业在2024年第一季度表现各异。海信视像的营收为127.02亿元，同比增长10.61%，但净利润下降了24.81%;相对而言，四川长虹实现了237.72亿元的营收，同比增长3.61%，净利润增长了111.77%。这些数据表明，黑色家电市场虽然面临挑战，但也在逐步适应市场变化，寻找新的增长点。 小家电市场在2024年第一季度表现出强劲的增长势头，特别是在外销的推动下。石头科技一季度营收达到18.41亿元，同比增长58.69%，净利润增长了95.23%。科沃斯和九号公司等企业也表现不俗，其中九号公司一季度营收为25.62亿元，同比增长54.18%，净利润达到了675.34%的惊人增长。可以看出，小家电有望成为今年家电市场增速最快的细分市场。 然而，与小家电市场的强劲表现相反，集成厨电市场受房地产市场及消费环境的影响，业绩表现相对不佳。尽管华帝股份、奥普家居和万和电气等公司在一季度中也有一定增长，但净利润增长幅度较为有限。集成厨电市场仍然面临诸多挑战，需要进一步探索新的市场机会和增长模式。 从各家电企业的一季度财报可以看出，家电市场的需求来源已不仅仅依赖于传统的新房装修和成熟家电的更新换代。传统厨电、家用电器和电工照明设备等领域的需求依然稳健，同时新兴产品和消费趋势也在推动市场前行。 例如，尽管集成灶在三四线城市的新房需求中面临一定压力，但小家电的外销表现突出，内销市场也显著改善。这一趋势表明市场正在向多元化发展，既包括传统家电产品，也涉及智能化和现代化的新兴产品类别。 值得注意的是，海外市场的拓展已成为家电市场的重要增长途径。根据海关总署的数据显示，一季度家电产业出口金额达1614.9亿元，同比增长8.58%。从企业来看，海尔在2023年海外收入占总营收的51.9%，2024年一季度海外收入增长了4%，经营利润更是实现了两位数的增长。 在小家电领域也有类似趋势，石头科技、科沃斯和九号公司等企业早早开始布局海外市场，其产品在欧洲、北美等市场迅速崛起。从财报中可以看出，海外收入已占据其营收的重要部分。例如，九号公司2023年财报显示，其境外营收占比达47.05%，接近一半。 在2024年接下来的时间里，家电企业将继续通过拓展海外市场、推动品牌本土化、优化产品结构以及强化电商平台等多渠道策略实现增长。国际市场的扩展仍是家电企业实现持续增长的关键战略之一。“以旧换新”等政策也为家电行业提供了新的增长空间，为企业带来了新的市场机遇。 未来，家电企业需要在技术创新、产品多元化和市场拓展方面加大投入，以应对日益激烈的市场竞争，持续提升市场份额。 6月27日，Big-Bit商务网将在宁波举办2024'中国(华东)智能家居技术创新峰会。本次峰会将设立第46届(宁波)AIoT&智能照明与驱动技术研讨会和第四届(宁波)家电电源与智能控制技术研讨会两大论坛，深入讨论LED驱动电路设计与优化、开关电源设计原理与优化、智能家居安全与隐私保护、电源设计方案、智能控制算法、智能灯控中的传感器和先进控制器等前沿技术和应用案例。 Big-Bit商务网诚挚邀请智能家居领域的企业、工程师以及所有对智能家居感兴趣的朋友参加。您将有机会了解最新的市场趋势，掌握前沿技术动态，并与行业精英交流，共同探索智能家居的未来。 本文为哔哥哔特资讯原创文章，未经允许和授权，不得转载

由于小功率白光LED 价格低廉，发热量小，光效高等特点，被大范围的应用到了普通照明，景观照明，因此小功率LED 驱动电源的设计和性能上的提高也就有了迫切的需求。LED 照明灯通常采用市电供电，由于LED 工作电压低，电流小等特点，用市电驱动LED 要解决降压和整流问题，还要有比较高的效率，较小的体积和较低成本。LED 是电流驱动器件，其亮度与正向电流成正比，为了保证LED 发光高效均匀、LED 驱动源应为恒电流输出。因此设计高效简单，价格低廉的LED 驱动源成为当前一个研究热点。本文设计一种基于恒流二极管的小功率LED 驱动电路，工频市电供电，输出电流恒定。 1 LED 连接方式 在设计LED 照明系统时，需要考虑选用什么样的LED 驱动器，以及LED 的连接方式，只有合理的匹配设计，才能保证LED 正常工作。小功率白光LED 的正向电压范围一般为2.8~4 V，工作电流为15~20 mA。照明用的LED 灯一般是多个这样的小功率LED 通过串并联方式组合在一起的，这些LED 通常需要匹配以产生均匀的亮度。另外还需要采用合理的方式将这些LED 连接在一起，不能因为其中一颗LED 灯珠损坏而导致整个LED 灯组不能工作。 将多个同型号的LED 串接在一起，流过每个LED 的电流相等。LED 一致性较差时，虽然不同LED 灯珠正向电压不同，但流过每个LED 的电流相等，每个LED 灯珠的亮度将会一致。LED 串联连接驱动源输出电压要求较大，电流必须恒定在20 mA 以下。当其中一个LED 因为品质不良断路后，将会导致整个LED 灯组不亮，这对LED 灯珠的品质和焊接工艺要求较高。 多个LED 灯珠全部并联，需要驱动器输出较大的电流，输出电压在3 V 左右。并联连接方式可以避免一个LED 烧坏后整个灯组熄灭这一严重缺陷。由于LED 发光强度与工作电流成正比关系，LED 灯珠之间参数存在一定差异，流过每个LED灯珠的电流不一致，直接导致LED 发光亮度不均匀。采用恒流方式驱动并联LED 时，LED 灯珠应尽量多的并联，防止因为其中几颗LED 烧坏，致使流过其他LED 的电流增加而烧坏。 为了提高可靠性、发光均匀性，提出了交叉阵列连接方式，图1 为LED 交叉阵列连接方式图。 从图中可以看出当其中个别LED 短路或断路，也不会引起整个灯组熄灭。这种交叉阵列连接方式具有线路简单，亮度稳定，可靠性高，对驱动要求较低等特点。 2 小功率LED 驱动电路设计 2.1 电容降压电路 LED 采用交流市电供电时，必须经过AC/DC以及DC/DC 转换将高电压的交流电转换为低压直流电，目前降压电路主要有工频变压器线性降压电路，高频开关电路，基于IC 的降压电路，电容降压电路等几类。考虑到驱动电源的体积与成本，本文采用电容式降压电路。图2 为电容降压电路： 图2 中无极性降压电容C1 的充放电电流为IC=2πfCU0 （U0 为交流电压，f 为交流频率），降压电容C1 向负载提供的电流I0 实际上就是流过C1的充放电电流IC。当负载电流小于的充放电电流时 ,多余的电流就会流过滤波电容C2。若U0=220 V，f=50 Hz 则IC=69C（IC 的单位为mA，C 的单位为μF）。为了能够保证降压电容安全可靠工作，其耐压值应大于2 倍市电电压，因此降压电容宜选用耐压值630 V 的独石电容。R1 为1 MΩ 放电电阻，当电路断电C1 通过R1 快速放电，D1—D4 为IN4007组成的全波整流桥。为了获得较好的滤波效果，选择的滤波电容的容量应满足RLC=(3~5)T/2（RL 为负载电阻，T 为0.02 s），耐压值应大于1.1 2 U0（U0为电容降压电路输出电压）。原则上，电容值取的越大，输出电压越平滑其纹波值越小。但是随着电容容量的增大，一般其体积也随之增大，在考虑电路板面积的情况下，应尽量选择大容量的滤波电容。 2.2 市电供电的小功率LED 驱动电路 基于恒流二极管的市电供电小功率LED 驱动电路如图3 所示： 图中D5,D6 为恒流二极管，本设计采用的恒流二极管为贵州博越公司的2DHL 系列。2DHL 系列恒电流二极管是一种硅材料制造的基础电子器件。 从图可以看出电路在100 ms 时进入稳定状态 ,稳定后其输出电压为25V 输出电流恒定为60 mA。基本验证了基于恒流二极管的小功率LED 驱动电路的可行性。 3.2 实验分析 为了进一步验证了基于恒流二极管的小功率LED 驱动电路的可行性。制作了驱动65 颗（5*15方式连接）0.06 W 白光LED 的驱动源，其中降压电容C1 为1.5 μF，滤波电容C2 为1000 μF，恒流二极管为两颗2DHL040 并联，并利用万用表对电流电压进行测量。实际测得输入电压在196~248 V范围内输出电流恒定为80 mA，相当于流过每个LED 电流为 16 mA。在219 V 输入电压条件下，整个电路消耗的功率为 7.1 W ，则驱动源的功率因素为 0.47。图5 为制作的小功率驱动源实物图。 4 总结 本文设计的基于恒流二极管小功率 LED驱动电路结构简单、成本低廉、满足LED 恒流驱动的要求，经过多次实验验证本驱动电路可靠性很高。通过改变降压电容可适合用作多种 LED 灯具电源。 虽然驱动电路功率因素较低，但特别适合低端照明市场应用。LED 相比传统光源发光效率高，小功率LED 灯发光亮度即可与大功率的日光灯媲美，因此采用本驱动源的LED 灯整体上还是节能的。 主要创新点：在传统电容降压驱动电路基础上引入了恒流二极管，保证了驱动源低压恒流输出。 负载小功率LED 采用交叉阵列方式连接，降低了灭灯率。

摘要：针对现有LED驱动电路存在电解电容限制寿命的不足，提出了一种无电解电容的LED驱动电路的设计方法。该方法采用Panasonic松下MIP553内置PFC可调光LED驱动电路的芯片，与外部非隔离底边斩波电路合成作为基本的电路结构，输出稳定的电流用以满足LED工作的需要。同时设计保护电路来保护负载。实验结果表明，控制器芯片能稳定工作，并且可以实现27V的恒压输出和350mA的恒流输出。 LED(发光二极管)以其节能、环保、高亮度、长寿命等诸多优点成为新一代的绿色照明光源。随着LED照明技术的日渐成熟，它终将用于生活的各个方面，并成为照明光源的新宠。然而，高效率、低成本、高功率因数和长寿命的驱动电源是LED灯发光品质和整体性能的关键。 现在市面上替代一般灯泡的LED灯是白炽灯泡寿命的约40倍，相当于4万小时。由于LED是直流电流驱动零件，通过流过的电流，直接将电能转变为光能，因此也称为光电转换器。因为不存在摩擦、机械损耗，所以在节能方面比一般的光源的效率高。但是，当AC电源接通时，一般是使用整流零件和平滑回路的直流稳定化电源，该平滑回路中必要的电解电容会因周围的温度及自身的发热而上升10℃，而导致寿命减半所以电解电容阻碍了LED照明器具的寿命。 为了提高驱动电源的寿命、简化电路、降低成本以及提高功率密度，有必要去掉电解电容，为此文中提出一种无电解电容的高亮度LED驱动电源。 1 LED电源的基本工作原理 采用BUCK变换器、IPD控制实现开关电源，输出恒定的电流和电压，驱动LED灯。电路的总体框图如图1所示。 主电路部分，在市电之后紧接着接了一个滤波器，它的作用是滤除电源中的高次谐波以及电源中的浪涌，使得控制电路受电源的干扰小。输入整流部分采用一体式的整流桥，通过二极管的单向导通的特性将电平在零点上下浮动的交流电转换为单向的脉动的直流电，再在滤波电容和电感的作用下，输出直流电压。经过MIP553和BUCK电路的调节和控制后输出供LED使用的电压。 【 分页导航 】 第1页：LED电源的基本工作原理 第2页：LED电源的设计：输入电路 第3页：LED电源的设计：输出电路 第4页：LED电源的设计：控制电路及仿真结果 第5页：LED电源的挑战 2 LED电源的具体设计 2.1 输入电路的设计 为了延长LED驱动电源的使用寿命，使之与LED相匹配，必须要去除电路中的电解电容。 电路的设计指标为：输入交流电压V m ：198—264VAC/50Hz；输出电压V o ：27VDC；输出电流I o ：0.35A。 输入电路包括噪声滤波装置、安全保险装置以及输入整流装置，如图2所示。 噪声滤波装置主要由电容C 1 /C 2 /C 3 和电感L 1 组成，其作用是在小于1MHz的频段内，能够减少电磁干扰(EMI)。此装置也可以链接在AC交流之后，整流装置之前，其滤波效果是一样的。安全保险装置由保险丝和ZNR1组成，保险丝主要防止有危害电路的尖峰电流产生的时候迅速切断电路以保护负载；ZNR1是浪涌吸收器，对于来自输入端的静电和浪涌进行吸收，以此来保护后面的电路。输入整流装置，是将交流电转换成直流电，输入整流桥的选择：整流桥二极管的电压应力为： 考虑裕量，选用TSC GBL205(V R =600V，I FAN =1A)。 【 分页导航 】 第1页：LED电源的基本工作原理 第2页：LED电源的设计：输入电路 第3页：LED电源的设计：输出电路 第4页：LED电源的设计：控制电路及仿真结果 第5页：LED电源的挑战 2.2 输出电路的设计 输出电路由基本的BUCK电路和一个稳压二极管DD1组成。如图3所示。 2.2.1 BUCK变换器及其优势 Buck变换器又称为降压变换器、串联开关稳压器、三端开关型降压稳压器，是一种输出电压等于或小于输入电压的单管非隔离DC/DC变换器。 工作中的输入电流i s ，在开关闭合时，i s 0；在开关打开时，i s =0，故i s 是脉动的，但输出电流i o 在电感、二极管、电容的作用下却是连续的、平稳的。特别适合为LED提供工作电流。 FRD1的选择标准：额定电流大于2倍的输出电流，额定电压大于输入电压，其反向恢复时间也要在100ns以内，考虑裕量，FRD1的参数为：15A，600V，t rr =50ns。用类似的方法选择T 1 和C out ，那么其参数分别为：T 1 ：680μH；C out ：1μF，50V。 2.2.2 稳压二极管DD1 在低输入电压的某范围内，若没有像DD1的这种反向装置，那么在开关关断的瞬间将会有反向电流流过IPD，而IPD是不允许有这种电流的，因为这种反向电流将会导致IPD的损坏。 DD1所受到的各应力：I DD 2·I o =2×0.35=0.7A，U DD U o ，反向恢复时间t rr 100ns。考虑裕量，其选择的参数为：3A/60V/75ns。 2.2.3 保护电路 MIP553内置过压、过流、过热、LED短路的保护电路，但并无LED开路时保护电路的设计。LED开路时的保护电路的思想主要有稳压二极管保护、三极管保护、偏压线圈保护等，考虑到成本和结构，文中选择具有稳压二极管的保护电路。其电路图如图3所示。当LED开路时，输出电压上升，若输出电路有稳压二极管的保护电路，那么稳压二极管将LED的电压嵌位在二极管的压降之下，这样就能防止输出电容的毁坏。 【 分页导航 】 第1页：LED电源的基本工作原理 第2页：LED电源的设计：输入电路 第3页：LED电源的设计：输出电路 第4页：LED电源的设计：控制电路及仿真结果 第5页：LED电源的挑战 2.3 控制电路的设计 控制电路由MIP553及其外围电路组成，如图4所示。 MIP553芯片实现宽电压85～277V/AC输入，内置MOS，结构简单、稳定，可不需要电解电容，支持隔离或非隔离方案，单电源输出功率6～30W，恒定电流输出1A。电源具有过压、过流、过热保护功能，安全稳定性高，体积小，发热量低，电源效率≥80％，功率因数≥95％，THD20％。 MIP553的漏极电流由引脚CL和EX控制，因此连接这两个引脚的电阻R CL 、R EX 的设置将直接影响漏极电流的大小。最大漏极电流可由R EX 来确定，考虑到这个最大漏极电流要流经LED，因此设置参考值时应该注意。 R EX =(V DD(ON) -V EXH )/I EX =(6.5-2.8)/103=36kΩ (3) 其中，假设输入电压100V，输出电压28V，电流：400mA，最大漏极电流设为1.0A。 C VDD 、C EX 、C CL 的作用是稳定MIP553的运行、抑制外部噪声。因此，其值要选择得当。C VDD ，稳定VDD的电压、抑制LED的闪烁，特性不受温度影响、不产生额外的噪声，参考标准值为1～10μF之间；C EX ，抑制外部噪声进入EX引脚，其参考标准值在470～1000pF之间；C CL ，抑制外部噪声进入CL引脚，如果其值太大的话，那么pF值将会受到严重的影响，因此其值应小于1000pF。 2.4 仿真结果 利用Multisim对电路进行仿真，得到的结果如图5所示。 从图5中可以看出，输出电压稳定在27V，电流稳定在0-35A，符合设计要求。 【 分页导航 】 第1页：LED电源的基本工作原理 第2页：LED电源的设计：输入电路 第3页：LED电源的设计：输出电路 第4页：LED电源的设计：控制电路及仿真结果 第5页：LED电源的挑战 3 LED电源的挑战 LED作为新型的电光源，在制作大型发光立体字和发光标识中有着明显的优势，其控制电压低，成本低，可靠性高。虽然LED产品在国内外市场有着愈演愈烈的发展趋势，但是LED照明毕竟是新兴的产业，目前还没有广泛的普及，因此LED驱动电源不可避免的在各方面存在着挑战：首先，由于LED的正向电压会随着电流和温度而变化，其“色点”也会随着电流和温度而漂移，为了保证LED的正常工作，就要求其驱动器无论在输入条件和正向电压如何变化的情况下都要限制电流。其次，如果需要LED调光，通常采用的是脉宽调制调光技术，典型的PWM频率是1～3kHz。最后，LED驱动电路的功率处理能力必须充足，且功能强固，可以承受多种故障条件，易于实现。 4 结束语 LED是一种节能、高效、环保的绿色照明，对它的驱动电路研究非常重要。文中介绍了利用MIP553进行设计的LED驱动电源，并通过仿真证明了其输出电流的稳定性，有很好的应用前景。 【 分页导航 】 第1页：LED电源的基本工作原理 第2页：LED电源的设计：输入电路 第3页：LED电源的设计：输出电路 第4页：LED电源的设计：控制电路及仿真结果 第5页：LED电源的挑战