电源设计技术实用资料点击免费获取>>
电子产品世界 » 论坛首页 » 综合技术 » 电源与模拟 » 从LED恒流驱动拆解看LED照明灯具选择及改造


共1条 1/1 1 跳转至

从LED恒流驱动拆解看LED照明灯具选择及改造

菜鸟
2016-01-19 17:04:35    评分

大家都在玩家里的LED灯改造,俺这种爱凑热闹的必须心痒,必须手痒,不痒还是人吗?

看了那么多拆机报告,简而言之,涉及到LED灯改造的,主要可以分几个部分:

灯壳改造;主要包括如何利用原有灯壳的底盘做好散热部分,因为散热的好坏,直接影响灯珠的光衰,从而决定改造后的LED灯寿命能否长久。然后如何确保用最小的功率实现足够的照明亮度,比较柔和舒服的色光。这个主要有光珠的选择有关。俺已经做了个小调查,调查涵盖了男性/女性,年龄段分20左右,30-40,60以上三代人,基本可以确认的是4500K-5000K色温属于是家庭长期照明下我们感觉比较舒服,比较亮堂的色温段。6000K以上,会觉得有点鬼气,太冷飕飕的。而3000K以下的暖黄色虽然比较柔和,但是亮度相对而言会显得比较暗,对不起同样的输入功率。这些我还在搜集材料,以后慢慢更新吧。

驱动电源的选择。这个在下文中详解。我是做自己家庭,或者给朋友,亲戚做改造,所以着眼必须是耐用,安全,可靠。

控制电路。这块主要涵盖两类,第一是比较高功率的遥控调光控制,第二是中小功率走廊路灯或者夜灯的自动化开关。这个,我刚完成最古老的声光控和人体红外的解剖,还有一种刚出现的2.4G雷达感应还没有完成,所以就留待下篇了。

好吧,首先开始我们的LED驱动篇。

简单谷歌一下,常见的LED驱动主要有三种,一种是阻容降压式,这种在3-5W的射灯里面很常见,坛子里面也有很多图片了。这种因为它的应用限制还有我们的大红六字原则,基本就不考虑了;

第二种是非隔离式,这种因为便宜,所以在某宝套装里面基本是标配。套上几毛钱的白色塑料壳子之后大概成本可以控制到1块钱到5块钱之间。这种我是不考虑的。因为输出端是和火线直接相通的。而我们利用现有的灯具外壳改造,时间长了之后,几率很大很难避免火线会漏电设置短路到灯具的外壳。在家庭里面,这个会是致命的。

第三种是隔离式,那么就是下文的重点了。

下图中三个电源,都是属于隔离电源,来自淘宝某商家,成本大约2-3元,输出电流都是300mA左右,从左到右分别是7W,12W,和5W。图中明显可以看到市电区和低压输出区有很宽的距离,甚至用PCB开槽的做法来增强隔离效果。

图中很清楚可以看到,市电区和低压输出区在PCB布局上有明显的安全距离作为隔离带。而且PCB有开槽来增强这个效果。市电区内最高电压是可以达到400V的,在有的开关电源板中,甚至会出现2倍到三倍的倍压电路,或者即使没有倍压电路,也会因为变压器次级侧的波动而反射到初级侧在初级侧元件上形成800V以上的电压。而输出的低电压,一般不会超过80V,大部分时候都会工作在48V直流以下的比较安全的区域,这也就是我选择隔离电源的原因。即使成本上会有一块钱到十几块钱的差异。

首先看7W这块板子

基本电路图如下

火线上串了一个小电阻之后,实测0.5欧,进入四颗类似1N4007的二极管做的整流桥,然后进入一个小电感,两个耐压400V,6.8uF4.7uF还有一个102CBB电容组成的“派型”滤波电路。

这个对市电一级整流滤波之后出来的电压大概会在230VX1.414=320V,实际会在320-380V之间波动。

然后分出一路使用一个5K+2.4欧的电阻降压后给芯片的1脚提供芯片的工作电压VDD。

而变压器的初级侧,也叫一次侧或者原边,有两个绕组。一个绕组提供Bulk电路的原边电感,经过原边电感进入控制芯片的漏极,电流从芯片的源极流出进入一次侧的高压地形成一次侧环路。

原边反馈绕组产生的感应电压经过两个电阻的分压网络后,进入INV端。

CS端和CS端上的电阻,也就是图中那个灰色四环,可以控制整个输出的输出电流和功率。

再看次级侧,一个简单的快速二极管匝断,主要供电由一个100uF50V耐压的电解电容提供。

按照厂家提供的芯片工作手册,这个驱动电源是工作在断续电流的反激恒流工作状态,这个是什么意思呢?电源芯片会以60K左右的频率控制芯片内置的开关管。当初级侧开关管导通的时候,初级线圈的电流会上升,从而在变压器磁圈中形成磁通。但是因为次级侧线圈是和初级侧线圈反向的(反激电源就是这样得名),这个时候,次级侧的快速二极管是截止的。次级侧并没有输出电压和电流。在初级侧开关管导通期间,初级的任务就是往变压器的磁路里面泵入磁通能量储存起来。就好象往一个大桶里面泵水一样。

当初级侧开关管关闭的时候,初级侧电流截至了,这个时候次级侧的快速开关二极管导通,大桶里面的水就流向次级侧的输出电容和负债。。。。大桶里面的水流光之后,就全靠次级侧的输出电容给负载倒水,一直到输出电容里面的水也流光为止,这个时候,有一小段时间,初级次级会都没有任何电流。也就是电流断续的工作状态。

从上面工作状态的简单描述里面,我们就可以看到保证电流和功率足量,次级侧的输出电容和快速二极管是非常重要的,那么以后这种电源出了故障就知道怎么处理了

上图就是我这次收集的五种驱动电源中的四种了,铝壳子的有两种,10W和30W,恒流900mA,主要是想玩大瓦数灯珠的。三种裸板的都是300mA电流,基本成本最贵6块,最便宜1块8,而做工啥的还是很满意的。

基本电路拓扑,都是使用bulk降压,反激恒流的模式,百度一下,就有很多学术文章提供反馈呀,功率呀什么的计算公式了。内部使用芯片主要变化也就是在反馈部分。有的是需要用过光耦从次级输出电路中用电阻对取样,然后进入到初级侧芯片的feedback脚。图中的左一和右三都有一个小光耦横跨PCB板的开槽上。很是直观。

那个铝壳子里面是用环氧树脂全灌装密封了,需要大铁锤才能砸出来,俺这种垃圾老,在他健康状况尚好的时候,可就不舍得酷刑侍候了。

好吧,这次简单的整理就告一段落。热烈欢迎各位同好一起探讨。




关键词: led驱动     led照明    

共1条 1/1 1 跳转至

回复

匿名不能发帖!请先 [ 登陆 注册 ]