4種LED日光燈驅(qū)動方案優(yōu)缺點分析

業(yè)內(nèi)人士都知道，LED日光燈將成為新一代節(jié)能環(huán)保照明燈，但是現(xiàn)在全國每年頂多生產(chǎn)幾十萬支LED日光燈，而且大部分是出口，國內(nèi)使用寥寥無幾，其實最主要的問題是價格問題，一個普通的節(jié)能熒光燈光十幾元錢就搞定了，而一根LED日光燈管得上百塊。所以目前的日光燈管主要是以商業(yè)照明為主。因為商業(yè)照明更多的會考慮到節(jié)能、環(huán)保、形象、政府方面支持等。　　業(yè)內(nèi)人士都知道，LED日光燈將成為新一代節(jié)能環(huán)保照明燈，但是現(xiàn)在全國每年頂多生產(chǎn)幾十萬支LED日光燈，而且大部分是出口，國內(nèi)使用寥寥無幾，其實最主要的問題是價格問題，一個普通的節(jié)能熒光燈光十幾元錢就搞定了，而一根LED日光燈管得上百塊。所以目前的日光燈管主要是以商業(yè)照明為主。因為商業(yè)照明更多的會考慮到節(jié)能、環(huán)保、形象、政府方面支持等。

但現(xiàn)在LED日光燈產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，有的連熒光燈的壽命都比不上，中看不中用，隨著用戶對LED日光燈產(chǎn)品認(rèn)識越來越深，LED日光燈廠家還需要解決以下幾個問題：

第一. 驅(qū)動電源的恒流驅(qū)動問題。目前大部分恒流源大都是總恒流（也就是多個并聯(lián)燈串共用一個恒流源，因為LED燈珠之間阻值的差異性，所以每串燈的電流大小不同，任何一顆LED燈出現(xiàn)故障，都會影響其它燈串的電流，這樣電流大的那些燈串光衰更嚴(yán)重，其使用壽命也會大大減短。）

第二. 散熱問題。這是LED日光燈管的使用壽命的核心問題之一。因目前各廠家大都跟風(fēng)采用內(nèi)置電源，以直接可以更換到熒光燈管支架上，這樣您的整個電源所散發(fā)的熱量和LED本身散發(fā)的熱量都在一個鋁外殼上散熱，并且都在日光燈管內(nèi)，這樣的熱量怎么處理？

第三. 電源模塊中電解電容使用壽命問題？就算我們采用超長壽命電解電容，在高溫的情況下工作，它的壽命也無法與LED的壽命相平衡。但怎樣來提供良好的工作溫度，以達到最理想的使用壽命？

第四. 電源模塊的不穩(wěn)定性和產(chǎn)品安全性認(rèn)證能否通過的問題？目前市場上大部分廠家采用的是高壓的非隔離方案，和高壓反擊式天關(guān)電源方案，因為內(nèi)置體積十分有限（要放進燈管內(nèi)），所以一般在設(shè)計時，很難把電源做到穩(wěn)定。并且目前各個國家對安全認(rèn)證方面都比較嚴(yán)格，對于高電壓的電源供電的安全認(rèn)證方面比較難通過。

其實以上問題最要主要的根源還是在內(nèi)置電源所產(chǎn)生的！

下面是一些專業(yè)人講述的內(nèi)置電源和外置電源設(shè)計的日光燈管的性能方面進行比較：

LED日光燈的電源分為內(nèi)置式和外置式兩種。所謂內(nèi)置式就是指電源可以放在燈管內(nèi)部。這種內(nèi)置式的最大優(yōu)點就是可以做成直接替換現(xiàn)有的熒光燈管，而無需作任何改動。所以內(nèi)置式的形狀都是做成長條形，以便塞進半圓形的燈管中去。

下面先介紹兩種內(nèi)置式，非隔離型和隔離型。

非隔離式恒流電源

非隔離是指在負(fù)載端和輸入端有直接連接，因此觸摸負(fù)載就有觸電的危險。

目前用得最多的是非隔離直接降壓型電源。也就是把交流電整流以后得到直流高壓，然后就直接用降壓(Buck)電路進行降壓和恒流控制。其電原理圖如下圖所示：

　　　　　　　

圖1. 非隔離恒流源的電路原理圖


這種非隔離式電源的主要技術(shù)特點：從18V到450V的寬電壓輸入范圍，恒流輸出;采用頻率抖動減少電磁干擾，利用隨機源來調(diào)制振蕩頻率，這樣可以擴展音頻能量譜，擴展后的能量譜可以有效減小帶內(nèi)電磁干擾，降低系統(tǒng)級設(shè)計難度;可用線性及PWM調(diào)光，支持上百個0.06W LED的驅(qū)動應(yīng)用，工作頻率25KHz-300KHz，可通過外部電阻來設(shè)定。

非隔離恒流源的優(yōu)點是簡單、指標(biāo)高，它的輸出電流可以按LED串并聯(lián)的個數(shù)決定。但是大多數(shù)情況下，它的輸出電流不能太大，輸出電壓也不能太高。例如 264個小功率LED連接成22個串聯(lián)，12串并聯(lián)，每串20mA，一共240mA。體積也可以做得很小，通常是做成長條形的，以便放進T10或T8的管子里。假如每串的電流是30mA，12并就是360mA。在有些非隔離的電源中就無法實現(xiàn)，為了保持總電流240mA不變，就只能改成8串并聯(lián)。但假如 LED的總數(shù)不變，就要求串聯(lián)的數(shù)目增加到33個。這時候總電壓就會增加108.9V。但是通常這種非隔離恒流源的允許的最高輸出電壓是80V。只能維持原來的22串，這樣LED的總數(shù)就只能是176顆，即使采用30mA，其總流明數(shù)有可能不能滿足要求。

圖2. 非隔離降壓式恒流源的外形照片

特點：最高效的驅(qū)動恒流架構(gòu)；最高精度的恒流方式，受外圍器件影響最??；簡潔、方便、實用，可輕松實現(xiàn)調(diào)光！

AC-DC設(shè)計方面

開關(guān)電源發(fā)展到今天是多年積累的結(jié)果，短期內(nèi)AC-DC直接恒流不可突破；恒壓和恒流是矛和盾的關(guān)系，必須要分開考慮；恒流源負(fù)載調(diào)整率是1%（mA）/V，達不到恒流效果；想法越多成本越高，與風(fēng)險成正比。

特點：

要合理的利用現(xiàn)有的開關(guān)電源資源，是最經(jīng)濟的；

恒壓和恒流技術(shù)結(jié)合是必然的 ；

在穩(wěn)定的產(chǎn)品技術(shù)上創(chuàng)意才是有效的。

與開關(guān)恒流方式比較

二、散熱設(shè)計

1、最短的熱傳到路徑，減小熱傳導(dǎo)阻力；
2、增大相互傳導(dǎo)面積，增加熱傳到速度；
3、合理的計算設(shè)計散熱面積；

如果是用到燈光照明工程改造方面，如商場或辦公室用到的格珊燈（如圖11），可以直接把LED日光燈的燈條安裝在格珊燈支架上，以利用格珊燈支架散熱面積大來進行散熱，且無需另外開模具做個鋁殼外殼進行散熱，這樣大大節(jié)約了工程的成本，如圖11。

三、商用照明電源成本節(jié)約

采用集中式外置電源（也就是多跟燈條共用一個開關(guān)電源），一般一個300W的外置開關(guān)電源零售價在100元左右，足可以帶一整條工廠流水線照明，或帶T8 0.6米8W燈管36根，平均每根電源模塊成本只有2.5元~2.8元.

圖11為每5根0.6M格珊燈共用一個開關(guān)電源實物圖