交流白色LED灯驱动电路浅析

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1、《电气应用》!""#年第!$卷第%期·建筑电气·!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!交流白色!"#灯驱动电路浅析邓霜!杨文荣!冉峰!刘继伟"（!#上海大学微电子研究与开发中心"$$$%""#陕西高速集团%!$$&’）摘要随着白色()*的寿命实用化，交流()*灯出现了。然而总有少量产品在使用初期的数百小时内损坏。本文对此进行研究，找到常用的驱动电路存在的缺陷，提出改进的驱动电路，经+,-.*仿真及制作实验电路，测试表明电路达到了预期的性能。关键词浪涌电流白

2、色()*驱动工作状态。本文从交流()*灯的工作条件、驱动$引言电路结构出发，剖析了()*损坏的机理，并提出近年来，“绿色照明”逐渐成为一种趋势，白改进型的驱动电路及实测数据。色()*就是比较理想的照明器件。对于()*的组%常用白色交流!"#灯驱动电路合应用，为了保证发光性能，不同的应用均需要特定的驱动电路。直流电源供电的()*驱动集成电完全从设计者的角度出发，制作一个.-3*-路已经很多，各大半导体公司如/0、1.201、(/电源，加上专用驱动电路或者简单的电阻限流，按等均有器件推出，其基本思路多是先经过*-3*-照照度要求选择一定数量的白色

3、()*组合，装上变换，再由镜像恒流源驱动多个()*，()*矩阵中灯罩就构成一个交流白色()*灯了。不过这样的的每个单元均工作于相同的电流下，可以保证()*()*灯仅具有实验意义，商品()*灯要求高度的的照度一致性。可靠性。电源功率!5":，线形电源占用空间过对于交流白色()*灯，专用驱动电路仍未出大，而开关电源元件众多、可靠性和成本都难以控现。国内的()*灯生产厂家常采用分立器件构成制。目前常用的交流白色()*驱动电路如图!所驱动电路，连同一定数量的白色()*封装在一个示。灯罩内。交流()*灯最具吸引力的特点就是省电和寿命超长。目前商品化高亮

4、度()*的光电效率已经达到"$45"64以上，未来几年可能达到6$457$4，不同厂家的单个白色()*平均寿命都能达到’5!$万8［!］。而家用白炽灯的光电效率为!$45!"4，寿命!$$$5!6$$8。虽然单个的超图!()*驱动电路高亮()*的成本已经接近甚至高于一个白炽灯的其基本思路就是利用电容!的容抗来限制造价，但从长期看，交流()*灯的单位时间使用()*的电流。由于()*是电流驱动元件，在交流成本仍然很有竞争力。电路中实现()*恒流驱动最简单的方法就是供电然而，在大批量生产交流()*灯时，总有一回路中串联电容。电源频率6$;<不变，电

5、容的容小部分在加电的初期几百小时就损坏了，而且排除抗!=>!!也是固定的，由于负载压降"(往往很了)9*的原因。根据厂家提供的()*资料，’5!$［"］小，在电源电压不变时，回路电流就可以认为是恒万8的平均寿命以光强衰减至初始值7$4计算。定的。由于人们判断灯泡的使用寿命是以是否发光为标""$@"(准，那么实际的交流()*灯使用寿命应远大于!#?>!!万8。在几百小时内损坏就表明()*处于不正常的—&%$—交流白色!"#灯驱动电路浅析《电气应用》!""#年第!$卷第%期"""""""""""""""""""""""""""""""""""""

6、""""""""""""""""""""""""""也就是说通过改变!的值，就能得到设定的恒流驱动。实际的!"#灯内一般装有$%&’%个白色!"#。直径())的单个!"#最大额定工作电流是’%)*（’(+），正向压降,-左右［(］。由于多个!"#工作于密闭灯罩内，热量不易散出，通常!"#的工作环境温度为.%&/%+。根据降额曲线［(］，图’!"#灯的瞬态等效电路再保留一定余量，!"#电流可取$()*左右。假设表仿真结果$%个!"#压降,%-，那么闭合时刻3)<$,(’’%1,%"#0!浪涌电流3)*=%’>%$=%%%2%$(三个时刻对应的脉

7、冲电流分别为=%)*、又’>%)*、$2=*，前两者电流降至’%)*时的维持时"#0$34!!0$3,$.!间约为$%%，如果电源在()<时加入，此时交流计算!的值为%2’(，标准系列电容与此接"<"5电压处于峰值,$$-，电流降至(%)*需要’%%。近的可选择%2’’，通常用677电容%2’’，"<"5"3.%%-［,］研究资料指出了极限电流和维持时间降额曲这种电容既能满足无极性的要求，又有较强的击穿线如图,所示。自愈能力。在电源电压波动8$%9范围内，均可确保!"#工作于额定电流下。按照这种设计，交流!"#灯应该处于完全可靠的工作条件下，

8、但出现了初期损坏的情况。实践发现损坏的!"#灯往往在加电的瞬时出现故障。研究一下交流!"#灯的驱动电路，可以看到前面对于电路的分析只是稳态状况，电路初始加电即瞬态响