AC直接驅(qū)動(dòng)的LED技術(shù)

城市離不開(kāi)LED燈的裝飾，相信大家都見(jiàn)過(guò)LED，它的身影已經(jīng)出現(xiàn)在了我們的生活的各個(gè)地方，也照亮著我們的生活。AC LED光源是將一堆LED微小晶粒采用交錯(cuò)的矩陣式排列工藝均分為五串，AC LED晶粒串組成類(lèi)似一個(gè)整流橋，整流橋的兩端分別聯(lián)接交流電源。

另兩端聯(lián)接一串LED晶粒，交流電的正半周沿藍(lán)色通路流動(dòng)，3串LED晶粒發(fā)光，負(fù)半周沿綠色通路流動(dòng)，又有3串LED晶粒發(fā)光，四個(gè)橋臂上的LED晶粒輪番發(fā)光，相對(duì)橋臂上的LED晶粒同時(shí)發(fā)光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發(fā)光。在60Hz的交流電中會(huì)以每秒60次的頻率輪替點(diǎn)亮。整流橋取得的直流是脈動(dòng)直流，LED的發(fā)光也是閃動(dòng)的，LED有斷電余輝續(xù)光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對(duì)流動(dòng)光點(diǎn)記憶是有惰性的，結(jié)果人眼對(duì)LED光源的發(fā)光+余輝的工作模式解讀是連續(xù)在發(fā)光。LED有一半時(shí)間在工作，有一半時(shí)間在休息，因而發(fā)熱得以減少40-20%。因此AC LED的使用壽命較DC LED長(zhǎng)。

AC LED成熟的產(chǎn)品如首爾用于AC110C的AX3201、AX3211和用于220V的AX3221、AX3231。

1. LED日光燈明暗不均如何解決?

 23串12并，恒流電源，線路板上有明顯的明暗不均現(xiàn)象，測(cè)得電壓在3.02-3.08之間，單顆燈試，3.1v時(shí)暗區(qū)的電流為10-15ma 亮區(qū)在20ma左右 ，請(qǐng)教這是怎么回事?可能是PCB布線不好，活著鋁基PCB板有漏電，可用分段割斷的方法來(lái)尋找，只是比較費(fèi)時(shí)罷了。0.06W的LED光源，理論工作電流是20mA，一般做燈具為防LED早衰，可設(shè)計(jì)在15-18mA。

2. PWM恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片設(shè)計(jì)日光燈電源問(wèn)題

最近在用一款PWM恒流LED驅(qū)動(dòng)芯片做日光燈電源， 出現(xiàn)以下問(wèn)題：

a， 恒流源不恒流，在輸入80V-250V電壓變化過(guò)程中，電流先增大，后減小，且變化范圍比較大，電感換過(guò)很多個(gè)(電感都是自制，從500uH-3mH)，問(wèn)題依舊。b，使用的MOS管是5N5001，測(cè)試DS兩端電壓，在輸入150V左右時(shí)，數(shù)字萬(wàn)用表開(kāi)始亂跳。

a. PWM LED驅(qū)動(dòng)IC組成的LED日光燈電源方案在Vin小范圍變化時(shí)，對(duì)于固定負(fù)載是恒流的。當(dāng)Vin大幅度變化時(shí)它需要有一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，當(dāng)線路設(shè)計(jì)不好或PCB板設(shè)計(jì)不好時(shí)，應(yīng)當(dāng)在Vin變化時(shí)，Iout也會(huì)有一定的變化。b. 用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)試DS電壓是不合理的，如果想看該電壓該用示波器看。

3. LED閃爍問(wèn)題

驅(qū)動(dòng)鹵素?zé)舻臅r(shí)候降低電壓，鹵素?zé)袅炼冉档?，沒(méi)其他變化。驅(qū)動(dòng)LED時(shí)降低電壓，LED在一定程度上會(huì)發(fā)生閃爍。為什么呢?鹵素?zé)羰羌冸娮柝?fù)載，因此鹵素?zé)綦娮幼儔浩髋c其配合能很好的工作。而LED燈具是容性阻抗+感性阻抗的負(fù)載，鹵素?zé)綦娮幼儔浩鹘邮躄ED燈負(fù)載時(shí)它輸出的能力會(huì)大大下降，表現(xiàn)為輸出電壓由12V驟降至7V，如是8V啟動(dòng)的驅(qū)動(dòng)IC即進(jìn)入欠壓保護(hù)狀態(tài)，此時(shí)鹵素?zé)綦娮幼儔浩鬏敵鲭妷河稚?2V，如此周而復(fù)始，使你見(jiàn)到LED燈在閃爍。解決方案是選用啟動(dòng)電壓低于6V的驅(qū)動(dòng)IC。

4. 水下燈應(yīng)該如何設(shè)計(jì)?

水下燈應(yīng)該如何設(shè)計(jì)?有哪些問(wèn)題要注意?LED燈珠炸是不是由沖擊電流造成的?如何解決?從安全的角度來(lái)說(shuō)，水下燈要求采用低壓隔離供電，盡可能使用國(guó)際通用的AC 36V以下電源，因此AC24V、AC12V都是可選用的標(biāo)準(zhǔn)電源。

長(zhǎng)距離送電會(huì)造成電壓下降，可增加銅線直徑來(lái)補(bǔ)償。此外， AC在線間傳輸比DC在線間傳輸損耗要小。水底燈大多采用AC24V安全電源，因此完全可以選用Vin=6-30V、Iout=1.2A，系統(tǒng)應(yīng)用零部件很少的PT4115來(lái)做驅(qū)動(dòng)電源，它用四個(gè)肖特基二極管做整流橋，一個(gè)濾波儲(chǔ)能電容器、一個(gè)輸出電流設(shè)定電阻、一個(gè)續(xù)流肖特基二極管和一個(gè)續(xù)流電感器。

電網(wǎng)載荷瞬時(shí)突變會(huì)引起電流浪涌，可在電路上加保護(hù)器件來(lái)有效抑制。早期的9910IC都有“炸燈珠”毛病，需要靠應(yīng)用電路來(lái)改進(jìn)。

5. LED亮度不均問(wèn)題

要做一款60W功率LED太陽(yáng)能路燈，用兩個(gè)12V的電池組串聯(lián)儲(chǔ)存太陽(yáng)能(單個(gè)電池組放電電壓在10.8-15V左右)，路燈的供電電壓在21.6-30V之間。 計(jì)劃采用用2個(gè)分別可以驅(qū)動(dòng)30W的驅(qū)動(dòng)單元，采用兩個(gè)6串5并的方式。驅(qū)動(dòng)器選擇可PWM調(diào)光的BUCK芯片。但是實(shí)際出現(xiàn)LED亮度不均問(wèn)題，該問(wèn)題怎么解決?

這是一個(gè)很典型的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)。Buck電路僅僅在LED串的正向電壓低于電池電壓時(shí)才能采用，而且必須要預(yù)留一定的電壓富余量，否則即便Buck進(jìn)入100%占空比狀態(tài)也不能得到設(shè)定的電流。其他建議者建議使用某種品牌的器件，可是我們知道架構(gòu)的選擇和品牌是沒(méi)有關(guān)系的，這就像物理學(xué)的基本定律的正確與否與其提出者的國(guó)籍沒(méi)有關(guān)系一樣。此設(shè)計(jì)的正確選擇是采用Buck-Boost架構(gòu)。

Buck-Boost架構(gòu)的最佳應(yīng)用條件是輸出電壓在輸入電壓的變化范圍之內(nèi)，但超出范圍以外時(shí)也一樣可用，可以稱(chēng)為全能型架構(gòu)?，F(xiàn)在的LED燈或許會(huì)有一些問(wèn)題，但是我們相信隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，在我們科研人員的努力下，這些問(wèn)題終將唄解決，未來(lái)的LED一定是高效率，高質(zhì)量的。