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LED灯电源设计的伟大构想之一

时间:06-10 来源:互联网 点击:
从2010年11月份第一次为用户做了几百台阻容降压的LED灯以来。观察了几个月,使用效果还可以。决心进入LED行业,认真的做个好的LED电源。毕竟以前我没有做过开关电源的设计,许多因素难免欠考虑。在这立贴说明自己的设计想法,给同行参考以便提意见。我将从输入输出这2头开始LED灯电源设计的探索之旅。


  1、如果产品没有接地或接地不良,那么跨接在L、N 之间的电容CY1、CY2 就会承受L、N 之间的220V 的电压,在CY1 和CY2 的连接点(接地点)上就会有110V 的电位。漏电是由于产品在使用的时候没有接地导致的。这种漏电对于绝大部分人来说是不会构成安全危害的,但某些对电流较敏感的人会有较强反应。

  接地阻抗测试为测试产品的接地点,对产品的外壳或金属部份,施以一个恒流(一般电流在10-40A 之间) 电源来测试两点间的阻抗大小,一般产品规定量测25A,阻抗不得大于0.1Ω 而CSA要求量测40A,以此测试,可检测出接地点螺丝未锁紧、接地线径太小、 接地线断路等问题。

  X Y 电容都是需要用安规电容。而X 电容一般是薄膜电容MKP 之类,方型外观;多数Y 电容是陶瓷电容耐压1KV以上。x 电容是跨接在电力线两线(L-N)之间的电容;Y 电容是分别跨接在电力线两线和地之间(L-E,N-E)的电容,一般是成对出现。基于漏电流的限制,Y 电容值不能太大,一般X 电容是uF 级,Y 电容是nF 级。X 电容抑制差模干扰,Y 电容抑制共模干扰。

  安规电容安全等级

  X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ

  X2 ≤2.5kV Ⅱ

  X3 ≤1.2kV ——

  安规电容安全等级 绝缘类型 额定电压范围

  Y1 双重绝缘或加强绝缘 ≥ 250V

  Y2 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V

  Y3 基本绝缘或附加绝缘 ≥150V ≤250V

  Y4 基本绝缘或附加绝缘 150V

  Y 电容的电容量必须受到限制,从而达到控制在额定频率及额定电压作用下,流过它的漏电流的大小和对系统EMC 性能影响的目的。GJB151 规定Y 电容的容量应不大于0.1uF。Y 电容除符合相应的电网电压耐压外,还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量,避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象,Y 电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义。

  个人观点:不用接地端子,电源与灯具做好绝缘!

  2、防雷用MOV:14K431、430V、连续275VAC、350VDC 155J(10/1000us) 、110 J(2ms) 、710V,6000A(8/20us)。

  LC滤波用贴片器件,不要用大体积电感。桥堆MB6S的正向压降0.8A时有2×1V?那MB6S的损耗有点大了(1.6W)。谁有0805的0.3V正向压降的二极管或桥堆?

  3、这几天在学习仿真软件,网上只能下载了multisim10.1。经常出错死掉,它的元件库中的LED我修改为3.1V/350mA,不知能模拟实际的LED伏安特性吗?


  4、单片机初选TI,MSP430系列。先做个原理图。

 5、单片机电路功耗3.6V/6mA,直接从桥堆后取电损耗太大;所以从LED灯串后取电。不过输入AC电压只能分级了:190VAC—250VAC, 80VAC---150VAC。单片机电源最大损耗

  6mA×60VAC=360mW。单片机电路总功耗=360mW + 3.6V×6mA +

  电压采集电路损耗250V~2/1000=63mW + 30Mo*1A~2=30 mW = 475Mw。6mA包括单片机,红外接收头,3线串行联网接口,热电阻温度,光敏电阻,I/O等电路的电流。

  Vadc, Iadc为单片机内16位ADC的电压,电流单极性采集输入。

  Tled,THJ为LED灯板温度与环境温度热敏电阻采集输入。单片机有内部测温二极管。

  VDR,IRD为光敏电阻,红外遥控头采集输入。

  HZ过零检测,不一定需要。

  VDD到3.6V间有稳压电路。

  I/O单片机到LED驱动电路的控制线4―――6根。

  RXD,AND,TXD三线光隔串行联网HE1接口,可串接上百个HE1设备,再通过HE1-TCP/IP转换器上网。

  6、LED驱动电路方案1)。输入交流经PFC电路后成为直流,再经由单片机控制的多路可变恒流源。PFC电路为提高效率无需稳压,当输入交流为190VAC时直流=190×1.4=276VDC,用单片机控制的第一路可变恒流源;接272.8V/3.1V(330mA)=88个LED的灯串,即使直流电压掉到250VDC(179VAC),只是灯串的电流变为

  260 mA (88×2.85V)。即使直流电压升为280V,只是灯串的电流变为360 mA (88×3.18V)。所以输入交流为200VAC时用第一路可变恒流源;接88个LED的灯串。输入交流为220VAC时用第二路可变恒流源;接98个LED的灯串。输入交流为240VAC时用第三路可变恒流源;接108个LED的灯串。输入交流为260VAC时用第四路可变恒流源;接118个LED的灯串。这样MOS管的功耗接近0,即使误差在308VDC(220VAC)有5V的压降*1A也就5W,而总功率为308W,效率也有303/308=98.4%。用单片机检测输入直流电压来控制可变恒流源是容易做到效率99%的!谁有1W LED的灯串?做实验。

  7、LED驱动电路方案2)。不用PFC电路,不用电解电容,用单片机检测输入交流电压来控制可变恒流源。但为提高功率因数路数要用多点。功率也相对方案1变小了。

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