工程師經驗之談：LED驅動方案選型討論

網友提問： 用AC直接驅動的LED技術是怎么回事?

專家回復：AC LED光源是將一堆LED微小晶粒采用交錯的矩陣式排列工藝均分為五串，AC LED晶粒串組成類似一個整流橋，整流橋的兩端分別聯接交流電源，另兩端聯接一串LED晶粒，交流電的正半周沿藍色通路流動，3串LED晶粒發光，負半周沿綠色通路流動，又有3串LED晶粒發光，四個橋臂上的LED晶粒輪番發光，相對橋臂上的LED晶粒同時發光，中間一串LED晶粒因共用而一直在發光。在60Hz的交流電中會以每秒60次的頻率輪替點亮。整流橋取得的直流是脈動直流，LED的發光也是閃動的，LED有斷電余輝續光的特性，余輝可保持幾十微秒，因人眼對流動光點記憶是有惰性的，結果人眼對LED光源的發光+余輝的工作模式解讀是連續在發光。LED有一半時間在工作，有一半時間在休息，因而發熱得以減少40-20%。因此AC LED的使用壽命較DC LED長。

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

工程師LED驅動電路設計問題解答

1. LED日光燈明暗不均如何解決?

網友提問： 23串12并，恒流電源，線路板上有明顯的明暗不均現象，測得電壓在3.02-3.08之間，單顆燈試，3.1v時暗區的電流為10-15ma 亮區在20ma左右 ，請教這是怎么回事?

專家回復：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尋找，只是比較費時罷了。0.06W的LED光源，理論工作電流是20mA，一般做燈具為防LED早衰，可設計在15-18mA。

2. PWM恒流LED驅動芯片設計日光燈電源問題

網友提問：最近在用一款PWM恒流LED驅動芯片做日光燈電源， 出現以下問題：

a， 恒流源不恒流，在輸入80V-250V電壓變化過程中，電流先增大，后減小，且變化范圍比較大，電感換過很多個(電感都是自制，從500uH-3mH)，問題依舊

b，使用的MOS管是5N5001，測試DS兩端電壓，在輸入150V左右時，數字萬用表開始亂跳。

專家回復：

a. PWM LED驅動IC組成的LED日光燈電源方案在Vin小范圍變化時，對于固定負載是恒流的。當Vin大幅度變化時它需要有一個響應時間，當線路設計不好或PCB板設計不好時，應當在Vin變化時，Iout也會有一定的變化。

b. 用數字萬用表測試DS電壓是不合理的，如果想看該電壓該用示波器看。3. LED閃爍問題

網友提問：驅動鹵素燈的時候降低電壓，鹵素燈亮度降低，沒其他變化。驅動LED時降低電壓，LED在一定程度上會發生閃爍。為什么呢?

專家回復：鹵素燈是純電阻負載，因此鹵素燈電子變壓器與其配合能很好的工作。而LED燈具是容性阻抗+感性阻抗的負載，鹵素燈電子變壓器接受LED燈負載時它輸出的能力會大大下降，表現為輸出電壓由12V驟降至7V，如是8V啟動的驅動IC即進入欠壓保護狀態，此時鹵素燈電子變壓器輸出電壓又升至12V，如此周而復始，使你見到LED燈在閃爍。解決方案是選用啟動電壓低于6V的驅動IC。

4. 水下燈應該如何設計?

網友提問：水下燈應該如何設計?有哪些問題要注意?LED燈珠炸是不是由沖擊電流造成的?如何解決?

專家回復：從安全的角度來說，水下燈要求采用低壓隔離供電，盡可能使用國際通用的AC 36V以下電源，因此AC24V、AC12V都是可選用的標準電源。

長距離送電會造成電壓下降，可增加銅線直徑來補償。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，系統應用零部件很少的PT4115來做驅動電源，它用四個肖特基二極管做整流橋，一個濾波儲能電容器、一個輸出電流設定電阻、一個續流肖特基二極管和一個續流電感器。

電網載荷瞬時突變會引起電流浪涌，可在電路上加保護器件來有效抑制。早期的9910IC都有“炸燈珠”毛病，需要靠應用電路來改進。5. LED亮度不均問題

網友提問：要做一款60W功率LED太陽能路燈，用兩個12V的電池組串聯儲存太陽能(單個電池組放電電壓在10.8-15V左右)，路燈的供電電壓在21.6-30V之間。 計劃采用用2個分別可以驅動30W的驅動單元，采用兩個6串5并的方式。驅動器選擇可PWM調光的BUCK芯片。但是實際出現LED亮度不均問題，該問題怎么解決?