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AC直接驱动的LED灯丝灯
来源:http://www.chinadeqing.com 责任编辑:博天堂国际 更新日期:2018-04-09 22:07
LED 灯有必要用稳定直流来驱动点亮,因而 LED灯 都离不开AC/DC的恒流电源,现在大多数运用的是开关恒流电源或高压线性恒流电流。一般来说,一个LED灯, LED灯珠 约占 LED 灯的总本钱的 60%,而驱动电源约占15-25%。为了下降LED灯的本钱,削减电源所运用的零

  

  LED 灯有必要用稳定直流来驱动点亮,因而LED灯都离不开AC/DC的恒流电源,现在大多数运用的是开关恒流电源或高压线性恒流电流。一般来说,一个LED灯,LED灯珠约占 LED 灯的总本钱的 60%,而驱动电源约占15-25%。为了下降LED灯的本钱,削减电源所运用的零件、削减整灯的配件、和削减人工都成为规划师的首要作业和企业家的寻求。

  LED灯能否省去AC/DC驱动电源?直接用AC来驱动点亮呢?也是LED照明开展的一个美丽愿望!

  LED灯珠本质是一个 PN 结的二极管,它既能够发光,一同也具有整流的功用。仅仅囿于某些技能的原因,多年来一直在开发和宏扬LED灯珠的照明功用而疏忽其整流功用。

  无电源的AC LED运用计划在2008年头从前萌发,限于LED灯珠的VF离散性太大,多串LED的均流其时没有找到有用而低耗电的主动电子器材处理计划。因而放置。

  AC LED光源的可行性

  AC LED光源的可行性研究在2008年现已萌发。LED是一个典型的PN二极管,因而不只能通电发亮光,当然也能够对沟通电进行整流。

  AC LED光源的作业原理如图 1,将VF值根本相同的LED细小晶粒绑定在蓝宝石、陶瓷或金属基板上,对 LED 晶粒用金线串联。将相同的五串LED晶粒串组成相似一个整流桥(图 1 左),整流桥的两头别离联接沟通电源,另两头联接一串LED晶粒。四个桥臂的LED晶粒串在接上沟通电瞬间既对沟通电整流,又宣布亮光。

  沟通的正半周沿蓝色通路活动,3串LED晶粒发光;负半周沿绿色通路活动,又有3串 LED晶粒发光;四个桥臂上的LED晶粒串轮流发光,相对桥臂上的LED晶粒串一同发光,中心一串LED晶粒串因共用而一直在发光。在50Hz或60Hz的沟通电中会以每秒50或60次的频率轮替点亮。整流桥获得的直流是脉动直流(图1右),LED的发光因而是有闪耀的。

  选用长余辉LED有断电余辉续光的特性,余辉可坚持几十微秒,因人眼对活动光点回忆是有慵懒的,成果人眼对LED光源的发光+余辉的作业形式解读是接连在发光。LED有一半时刻在作业,有一半时刻在歇息,因而发热得以削减40%~20%。因而AC LED的运用寿命较DC LED长。但整个桥路的AC LED光源发光功率会因而削减30%左右。

  

  

图1 AC LED光源作业原理

  自恒流IC灯丝

  LED灯丝灯通过几年的开展,今日现已诞生一个技能创新的“IC 灯丝”!因而可能会对现有的LED灯丝灯进行革命性的改变IC灯丝能够简略而有用的稳定每根灯丝的电流,处理一个灯泡内几根LED灯丝因VF的些微差异而引起各根灯丝的作业电流不等。

  在一个灯泡内,并联N根LED灯丝的运用,VF小的灯丝会接受较大的电流,日长时久,作业电流大的灯丝会先光衰!IC灯丝是一个低本钱的有用处理计划!IC灯丝由于需求散热适用于各种金属基板灯丝。

  IC灯丝如图2所示。IC灯丝是直接将两头口线性恒流IC裸芯片绑定在灯丝基板上,恒流IC裸芯片在灯丝基板上与N颗LED灯珠芯片直接串联成一体,成为有自控灯丝电流的新式电子LED灯丝。IC灯丝能自恒流、自整流。

  

  

图2 金属基IC灯丝内部结构示意图

  由于大批量出产的LED灯珠晶粒其参数的离散性很大,即便咱们在LED灯丝出产时运用原厂挑选后的LED晶粒方片,再经尽力配对,仍是不能确保批量出产的LED灯丝,每一根的VF彻底相同。

  把VF有少许差异的几根LED灯丝组合在一个灯泡里,由一个恒流电源供电,VF小的灯丝得到的电流会多一点,时刻长了,这根VF小的LED灯丝会先发生光衰。这是现在LED灯丝灯的一个隐性的癌症,也是COB灯丝的一个难以霸占的技能难题。IC灯丝在N根 LED 灯丝并联的运用中能做到N根LED灯丝的均流,改进VF允差不等带来的缺点。

  把恒流IC裸芯片直接组合到灯丝上,与LED灯珠芯片一同绑定成新一代的带IC的COB灯丝。LED灯丝本来仅仅一个由LED封装厂出产的被迫的COB器材,参加IC恒流操控芯片今后,IC灯丝因电子化而使LED灯丝从被迫器材跃变成为新一代主动电子器材了!

  LED灯丝因而能自控电流而做到根根均流稳定!对灯丝的VF再也不需苛求了!或许 LED灯丝灯因而而省掉AC/DC恒流电源,有了IC的LED灯丝能够使LED灯丝灯成为真实的电子白炽灯!

  单通道两头口线性恒流操控IC

  单通道两头口线性恒流操控IC是一颗芯片内部高度集成的恒流电源芯片,它由微调、基准电压、稳压电源、温度补偿、过温维护、电流采样、运放、恒流操控、的LED灯丝灯MOS等功用模块组成。运用简略,可直接驱动高压LED灯串,无需调试,没有取样电阻,运用线路非常简练。芯片内部限制恒流,出厂时设置固定输出10mA、12mA、20mA、30mA 电流,按订单需求出产。

  芯片内置600V MOS。运用线路无EMI问题。内置过温维护。运用于IC灯丝非常便利,可稳定由N颗LED灯珠芯片串联的HVLEDs灯丝电流。也可广泛运用于各种类型的光电引擎。

  单通道两头口线性恒流操控IC芯片以莱托思LA2012为例,芯片的内部结构原理框图如图3所示。DRAIN为两头口恒流操控IC芯片的驱动输入端,接HVLEDs负端,一同给这驱动芯片自身供电。

  LA2012的设定恒流作业区域为3.7-60VDC。对HVLEDs恒流精度优于±3%。IF能够在IC 芯片出厂时预先设置,如10mA、12mA、20mA、30mA 等。线性调整率优于1mA,温度系数优于-10uA/C,芯片自身作业电流约 100uA,芯片自身功耗约为1-2mW。芯片具有温度补偿及高温维护,芯片结温摄氏160度时主动开路。LA2012裸芯片两头别离为 DRAIN 和GND,运用非常便利。

  

  

图3 LA2012两头口恒流操控IC芯片的内部结构原理框图

  两头口线性恒流操控IC芯片内的温度补偿模块,AC直接驱动在LED灯丝温度升高到摄氏135度时,能够主动操控LED的作业电流依照设定曲线减小,温度挨近摄氏155度时LED电流快速下降到0。温度补偿功用能够防止LED由于环境温度升高,造成因高温引起的频频过温维护的物理闪耀。

  两头口线性恒流操控IC芯片在LED灯丝上的运用电路如图4所示。

  

  

图4 两头口线性恒流操控IC的运用图

  集成电路制作商向LED灯丝厂供给两头口线性恒流操控IC裸芯片,便于与LED灯珠晶粒一同在灯丝基板上绑定、打线的出产工艺合作。

  两头口线性恒流操控IC芯片可能会成为2017 年LED照明电源驱动芯片的一个热门产品!估量 N 家电源驱动芯片集成电路规划制作公司都会很快挤入这个商场!亚成微的单通道两头口恒流 LED 操控芯片 RM90023 也已上市,RM90023 的 DRAIN 和 GND 在裸芯片的同一端,灯丝上运用有点不方便。

  AC直接驱动LED灯丝灯

  LED灯珠是一个典型的PN二极管,它不只具有宣布亮光的功用,一同也具有对AC沟通电整流的功用,因而四根LED灯丝能够组成一个完好的整流桥路。当LED灯珠晶粒+两头口线性恒流IC裸芯片集成今后,就成了一根具有自整流、自恒流的IC灯丝。

  AC直接驱动LED灯丝灯能够用五根长余辉LED灯丝来组成。其间能够用一根带两头口线性恒流操控IC的灯丝,有必要安顿在这桥路中心的那根常亮方位;也能够在其间用二根带两头口线性恒流操控IC灯丝,有必要安顿在桥路相邻的两臂;也能够在其间用四根带两头口线性恒流操控IC灯丝,即四个桥臂都用IC灯丝。

  这三种运用计划有不同的性价比,作用也略有差异。这三种运用电路如图5自左至右所示,别离为一根IC灯丝,二根IC灯丝,四根IC灯丝。一个串联回路有必要至少串联一颗两头口线性恒流操控IC芯片。

  选用长余辉荧光粉使LED有断电余辉续光的特性,余辉可坚持几十微秒,因人眼对活动光点回忆是有慵懒的,成果人眼对LED光源的发光+余辉的作业形式解读是接连在发光。因而掩盖了50Hz、60Hz沟通电频率改换引起的频闪。这个桥路上的LED灯珠有一半时刻在作业,有一半时刻在歇息,因而发热得以削减 40%~20%。因而AC LED的运用寿命较DC LED长。但整个桥路的AC LED光源发光功率会因而削减30%左右。

  

  

图 5 AC直驱LED灯丝灯运用电路

  由上述AC直驱LED灯丝灯的三种运用电路可知,LED灯丝串组成桥路后具有对沟通电整流的功用,因而在中没有了专门的AC/DC恒流电源、没有整流桥堆,由此节省了驱动电源和人工装置、与接线的本钱,这类新颖的的BOM本钱与现在的LED灯丝灯比较下降15-25%,对现有的灯丝灯计划和规划理念或许是一个冲击和一个革命性的改变!

  

  

图6 AC直驱LED灯丝灯

  选用金属基IC灯丝的AC直驱LED灯丝灯结构图如图6所示,金属基灯丝有利于LED晶粒和恒流IC裸芯片的散热,如在金属基灯丝的反面涂覆石墨烯,可将灯丝的热量使用石墨烯涂层将金属基材传来的热量很快辐射出去,改进LED灯丝灯只依托氦气导热、凭借玻璃泡发散热量的单一途径。

  选用弧形LED灯丝能够有用改进整灯的配光曲线。直丝LED灯丝灯的配光曲线图成蝴蝶斑,打开直丝LED灯丝灯,其灯下中心会出现暗区而周围亮堂。而弧丝LED灯丝灯的配光曲线图呈满月状,弧丝LED灯丝灯下面不会有光的暗区。晶泰星现已批量出产金属基石墨烯IC灯丝,和金属基石墨烯IC灯丝灯。

  选用金属基IC灯丝的AC直驱LED灯丝灯拓荒了LED光源无需AC/DC的恒流电源的新时代!完成LED照明开展的又一个美丽愿望!(本文作者:颜重光)

  

 
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