AC直接驱动的LED灯丝灯

By | 2020年7月24日

  LED
灯必需用恒定直流来驱动点亮,因而LED灯都离没有开AC/DC的恒流电源,今朝年夜少数应用的是开关恒流电源或低压线性恒流电流。普通来讲,一个LED灯,LED灯珠约占
LED 灯的总老本的
60%,而驱动电源约占15-25%。为了升高LED灯的老本,缩小电源所应用的整机、缩小整灯的配件、以及缩小人工都成为设计师的次要工作以及企业家的谋求。

  LED灯是否省去AC/DC驱动电源?间接用AC来驱动点亮呢?也是LED照明倒退的一个漂亮胡想!

  LED灯珠本质是一个 PN
结的二极管,它既能够发光,同时也具有整流的性能。只是囿于某些技巧的缘由,多年来不断正在开发以及发扬LED灯珠的照明性能而疏忽其整流性能。

  无电源的AC
LED使用计划正在2008年终已经萌发,限于LED灯珠的VF离散性太年夜,多串LED的均流过后不找到适用而低耗电的自动电子器件处理计划。因而放置。

  AC LED光源的可行性

  AC LED光源的可行性钻研正在2008年曾经萌发。LED是一个典型的PN二极管,因而不只能通电发光洁,当然也能够对交流电进行整流。

  AC LED光源的工作原理如图 1,将VF值根本相反的LED巨大晶粒绑定正在蓝宝石、陶瓷或金属基板上,对 LED
晶粒用金线串连。将一样的五串LED晶粒串组成相似一个整流桥(图 1
左),整流桥的两端辨别联接交流电源,另两端联接一串LED晶粒。四个桥臂的LED晶粒串正在接上交流电霎时既对交流电整流,又收回光洁。

  交流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,绝对桥臂上的LED晶粒串同时发光,两头一串LED晶粒串因共用而不断正在发光。正在50Hz或60Hz的交流电中会以每一秒50或60次的频次轮替点亮。整流桥获得的直流是脉动直流(图1右),LED的发光因而是有闪动的。

  采纳长余晖LED有断电余晖续光的特点,余晖可放弃几十微秒,因人眼对活动光点影象是有惰性的,后果人眼对LED光源的发光+余晖的工作模式解读是延续正在发光。LED有一半工夫正在工作,有一半工夫正在劳动,因此发烧患上以缩小40%~20%。因而AC
LED的应用寿命较DC LED长。但整个桥路的AC LED光源发光效率会因而缩小30%阁下。

  

  图1 AC LED光源工作原理

  自恒流IC灯丝

  LED灯丝灯通过几年的倒退,明天曾经降生一个技巧翻新的“IC
灯丝”!因而可能会对现有的LED灯丝灯进行反动性的变动IC灯丝能够简略而无效的恒定每一根灯丝的电流,处理一个灯胆内几根LED灯丝因VF的些微差别而惹起各根灯丝的工作电流没有等。

  正在一个灯胆内,并联N根LED灯丝的使用,VF小的灯丝会接受较年夜的电流,日永劫久,工作电流年夜的灯丝会先光衰!IC灯丝是一个低老本的无效处理计划!IC灯丝因为需求散热实用于各类金属基板灯丝。

  IC灯丝如图2所示。IC灯丝是间接将两端口线性恒流IC裸芯片绑定正在灯丝基板上,恒流IC裸芯片正在灯丝基板上与N颗LED灯珠芯片间接串连成一体,成为有自控灯丝电流的新型电子LED灯丝。IC灯丝能自恒流、自整流。

  

  图2 金属基IC灯丝外部构造表示图

  因为少量量消费的LED灯珠晶粒其参数的离散性很年夜,即便咱们正在LED灯丝消费时应用原厂挑选后的LED晶粒方片,再经致力配对,仍是不克不及保障批量消费的LED灯丝,每一一根的VF齐全同样。

  把VF有些许差别的几根LED灯丝组合正在一个灯胆里,由一个恒流电源供电,VF小的灯丝失去的电流会多一点,工夫长了,这根VF小的LED灯丝会先发作光衰。这是今朝LED灯丝灯的一个隐性的癌症,也是COB灯丝的一个难以攻克的技巧难题。IC灯丝正在N根
LED 灯丝并联的使用中能做到N根LED灯丝的均流,改善VF允差没有等带来的缺点。

  把恒流IC裸芯片间接组合到灯丝上,与LED灯珠芯片一同绑定成新一代的带IC的COB灯丝。LED灯丝本来只是一个由LED封装厂消费的被动的COB器件,退出IC恒流管制芯片当前,IC灯丝因电子化而使LED灯丝从被动器件跃变为为新一代自动电子器件了!

  LED灯丝因而能自控电流而做到根根均流恒定!对灯丝的VF不再需奢求了!兴许
LED灯丝灯因而而免却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!

  单通道两端口线性恒流管制IC

  单通道两端口线性恒流管制IC是一颗芯片外部高度集成的恒流电源芯片,它由微调、基准电压、稳压电源、温度弥补、过温维护、电流采样、运放、恒流管制、MOS等性能模块组成。应用简略,可间接驱动低压LED灯串,无需调试,不取样电阻,使用线路十分简约。芯片外部限定恒流,出厂时设置固定输入10mA、12mA、20mA、30mA
电流,按定单需求消费。

  芯片内置600V
MOS。使用线路无EMI成绩。内置过温维护。使用于IC灯丝非常不便,可恒定由N颗LED灯珠芯片串连的HVLEDs灯丝电流。也可宽泛使用于各类类型的光电引擎。

  单通道两端口线性恒流管制IC芯片以莱托思LA2012为例,芯片的外部构造原理框图如图3所示。DRAIN为两端口恒流管制IC芯片的驱动输出端,接HVLEDs负端,同时给这驱动芯片自身供电。

  LA2012的设定恒流工作区域为3.7-60VDC。对HVLEDs恒流精度优于±3%。IF能够正在IC
芯片出厂时事后设置,如10mA、12mA、20mA、30mA 等。线性调整率优于1mA,温度系数优于-10uA/C,芯片自身工作电流约
100uA,芯片自身功耗约为1-2mW。芯片具备温度弥补及低温维护,芯片结温摄氏160度时主动开路。LA2012裸芯片两端辨别为 DRAIN
以及GND,应用非常不便。

  

  图3 LA2012两端口恒流管制IC芯片的外部构造原理框图

  两端口线性恒流管制IC芯片内的温度弥补模块,正在LED灯丝温度降低到摄氏135度时,能够主动管制LED的工作电流依照设定曲线减小,温度靠近摄氏155度时LED电流疾速降落到0。温度弥补性能能够防止LED由于环境温度降低,造成因低温惹起的频仍过温维护的物理闪动。

  两端口线性恒流管制IC芯片正在LED灯丝上的使用电路如图4所示。

  

  图4 两端口线性恒流管制IC的使用图

  集成电路制作商向LED灯丝厂提供两端口线性恒流管制IC裸芯片,便于与LED灯珠晶粒一同正在灯丝基板上绑定、打线的消费工艺合营。

  两端口线性恒流管制IC芯片可能会成为2017 年LED照明电源驱动芯片的一个热点产物!预计 N
家电源驱动芯片集成电路设计制作公司城市很快挤入这个市场!亚成微的单通道两端口恒流 LED 管制芯片 RM90023 也已上市,RM90023 的 DRAIN 以及
GND 正在裸芯片的同一端,灯丝上使用有点方便。

  AC间接驱动LED灯丝灯

  LED灯珠是一个典型的PN二极管,它不只具备收回光洁的性能,同时也具备对AC交流电整流的性能,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+两端口线性恒流IC裸芯片集成当前,就成为了一根具有自整流、自恒流的IC灯丝。

  AC间接驱动LED灯丝灯能够用五根长余晖LED灯丝来组成。此中能够用一根带两端口线性恒流管制IC的灯丝,必需安顿正在这桥路两头的那根常亮地位;也能够正在此中用二根带两端口线性恒流管制IC灯丝,必需安顿正在桥路相邻的两臂;也能够正在此中用四根带两端口线性恒流管制IC灯丝,即四个桥臂都用IC灯丝。

  这三种使用计划有没有同的性价比,成果也略有差别。这三种使用电路如图5自左至右所示,辨别为一根IC灯丝,二根IC灯丝,四根IC灯丝。一个串连回路必需至多串连一颗两端口线性恒流管制IC芯片。

  采纳长余晖荧光粉使LED有断电余晖续光的特点,余晖可放弃几十微秒,因人眼对活动光点影象是有惰性的,后果人眼对LED光源的发光+余晖的工作模式解读是延续正在发光。因此掩饰笼罩了50Hz、60Hz交流电频次变换惹起的频闪。这个桥路上的LED灯珠有一半工夫正在工作,有一半工夫正在劳动,因此发烧患上以缩小
40%~20%。因而AC LED的应用寿命较DC LED长。但整个桥路的AC LED光源发光效率会因而缩小30%阁下。

  

  图 5 AC直驱LED灯丝灯使用电路

  由上述AC直驱LED灯丝灯的三种使用电路可知,LED灯丝串组成桥路后具备对交流电整流的性能,因而正在AC间接驱动的LED灯丝灯中不了专门的AC/DC恒流电源、不整流桥堆,由此节流了驱动电源以及人工装置、与接线的老本,这种新鲜的AC间接驱动的LED灯丝灯的BOM老本与如今的LED灯丝灯相比升高15-25%,对现有的灯丝灯计划以及设计理念兴许是一个打击以及一个反动性的变动!

  

  图6 AC直驱LED灯丝灯

  采纳金属基IC灯丝的AC直驱LED灯丝灯构造图如图6所示,金属基灯丝无利于LED晶粒以及恒流IC裸芯片的散热,如正在金属基灯丝的反面涂覆石墨烯,可将灯丝的热量行使石墨烯涂层将金属基材传来的热量很快辐射进来,改善LED灯丝灯只依托氦气导热、借助玻璃泡发散热量的繁多路子。

  采纳弧形LED灯丝能够无效改善整灯的配光曲线。直丝LED灯丝灯的配光曲线图成胡蝶斑,关上直丝LED灯丝灯,其灯下两头会出现暗区而四周亮堂。而弧丝LED灯丝灯的配光曲线图呈满月状,弧丝LED灯丝灯上面没有会有光的暗区。晶泰星曾经批量消费金属基石墨烯IC灯丝,以及金属基石墨烯IC灯丝灯。

  采纳金属基IC灯丝的AC直驱LED灯丝灯开拓了LED光源无需AC/DC的恒流电源的新时代!完成LED照明倒退的又一个漂亮胡想!