LED照明灯电路设计问答

AC LED成熟的产品如首尔用于AC110C的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。

工程师LED驱动电路设计问题解答

1. LED驱动电路工作原理

网友提问：这份LED驱动电路中各元件分别起什么作用？是如何工作的？  

专家回复：上图是驱动3颗1W白光LED的电原理图，它是12~24V电压范围里交直流两用的。

D1~D4组成整流桥，这个桥有两个功能，在输入是交流电源的时候，把交流整流成直流；在输入是直流电源的时候，起极性转换作用，无论输入电源的极性如何，都能保证电路正常工作。 

CIN是滤波电容，把脉冲直流变换成平滑的直流。 RS是取样电阻，它决定恒流源的绝对精度。 L是整流电感，把100KHz的脉冲电流变换成三角波电流，L的电感量会影响工作电压范围内恒流源的稳定性。

D5是续流二极管，在晶片内部MOS管处于截止状态时为储存在电感中的电流提供放电回路。由于工作在高频脉冲状态，D5应选用正向压降小，恢复速度快的肖特基二极体。

芯片的DIM端可外接PWM脉冲或直流电压调光，也可以接热敏电阻作辅助温度控制和自动亮度控制。如果不用这些功能，DIM端悬空。

2. LED日光灯明暗不均如何解决？

网友提问： 23串12并，恒流电源，线路板上有明显的明暗不均现象，测得电压在3.02-3.08之间，单颗灯试,3.1v时暗区的电流为10-15ma 亮区在20ma左右 ，请教这是怎么回事？

专家回复：可能是PCB布线不好，活着铝基PCB板有漏电，可用分段割断的方法来寻找，只是比较费时罢了。0.06W的LED光源，理论工作电流是20mA，一般做灯具为防LED早衰，可设计在15-18mA。

3. PWM恒流LED驱动芯片设计日光灯电源问题

网友提问：最近在用一款PWM恒流LED驱动芯片做日光灯电源, 出现以下问题: 

  a, 恒流源不恒流,在输入80V-250V电压变化过程中,电流先增大,后减小,且变化范围比较大,电感换过很多个(电感都是自制,从500uH-3mH),问题依旧 

  b,使用的MOS管是5N5001,测试DS两端电压,在输入150V左右时,数字万用表开始乱跳. 

专家回复：

  a. PWM LED驱动IC组成的LED日光灯电源方案在Vin小范围变化时,对于固定负载是恒流的。当Vin大幅度变化时它需要有一个响应时间，当线路设计不好或PCB板设计不好时，应当在Vin变化时，Iout也会有一定的变化。

  b. 用数字万用表测试DS电压是不合理的,如果想看该电压该用示波器看。

4. LED闪烁问题

网友提问：驱动卤素灯的时候降低电压，卤素灯亮度降低，没其他变化。驱动LED时降低电压，LED在一定程度上会发生闪烁。为什么呢？

专家回复：卤素灯是纯电阻负载，因此卤素灯电子变压器与其配合能很好的工作。而LED灯具是容性阻抗+感性阻抗的负载，卤素灯电子变压器接受LED灯负载时它输出的能力会大大下降，表现为输出电压由12V骤降至7V，如是8V启动的驱动IC即进入欠压保护状态，此时卤素灯电子变压器输出电压又升至12V，如此周而复始，使你见到LED灯在闪烁。解决方案是选用启动电压低于6V的驱动IC。

5. 水下灯应该如何设计？

网友提问：水下灯应该如何设计？有哪些问题要注意？LED灯珠炸是不是由冲击电流造成的？如何解决？

专家回复：从安全的角度来说,水下灯要求采用低压隔离供电，尽可能使用国际通用的AC 36V以下电源，因此AC24V、AC12V都是可选用的标准电源。

长距离送电会造成电压下降，可增加铜线直径来补偿。此外， AC在线间传输比DC在线间传输损耗要小。

水底灯大多采用AC24V安全电源，因此完全可以选用Vin=6-30V、Iout=1.2A，系统应用零部件很少的PT4115来做驱动电源，它用四个肖特基二极管做整流桥，一个滤波储能电容器、一个输出电流设定电阻、一个续流肖特基二极管和一个续流电感器。

电网载荷瞬时突变会引起电流浪涌，可在电路上加保护器件来有效抑制。早期的9910IC都有“炸灯珠”毛病，需要靠应用电路来改进。

6. LED亮度不均问题 

网友提问：要做一款60W功率LED太阳能路灯,用两个12V的电池组串联储存太阳能(单个电池组放电电压在10.8-15V左右),路灯的供电电压在21.6-30V之间. 计划采用用2个分别可以驱动30W的驱动单元，采用两个6串5并的方式.驱动器选择可PWM调光的BUCK芯片.但是实际出现LED亮度不均问题，该问题怎么解决?

专家回复：这是一个很典型的错误设计。Buck电路仅仅在LED串的正向电压低于电池电压时才能采用，而且必须要预留一定的电压富余量，否则即便Buck进入100%占空比状态也不能得到设定的电流。

其他建议者建议使用某种品牌的器件，可是我们知道架构的选择和品牌是没有关系的，这就像物理学的基本定律的正确与否与其提出者的国籍没有关系一样。

此设计的正确选择是采用Buck-Boost架构。Buck-Boost架构的最佳应用条件是输出电压在输入电压的变化范围之内，但超出范围以外时也一样可用，可以称为全能型架构。