4種LED日光燈驅動方案優缺點分析

業內人士都知道，LED日光燈將成為新一代節能環保照明燈，但是現在全國每年頂多生產幾十萬支LED日光燈，而且大部分是出口，國內使用寥寥無幾，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照明為主。因為商業照明更多的會考慮到節能、環保、形象、政府方面支持等。　　業內人士都知道，LED日光燈將成為新一代節能環保照明燈，但是現在全國每年頂多生產幾十萬支LED日光燈，而且大部分是出口，國內使用寥寥無幾，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照明為主。因為商業照明更多的會考慮到節能、環保、形象、政府方面支持等。

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

第一. 驅動電源的恒流驅動問題。目前大部分恒流源大都是總恒流（也就是多個并聯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采用內置電源，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的熱量和LED本身散發的熱量都在一個鋁外殼上散熱，并且都在日光燈管內，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. 電源模塊的不穩定性和產品安全性認證能否通過的問題？目前市場上大部分廠家采用的是高壓的非隔離方案，和高壓反擊式天關電源方案，因為內置體積十分有限（要放進燈管內），所以一般在設計時，很難把電源做到穩定。并且目前各個國家對安全認證方面都比較嚴格，對于高電壓的電源供電的安全認證方面比較難通過。

其實以上問題最要主要的根源還是在內置電源所產生的！

下面是一些專業人講述的內置電源和外置電源設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置式和外置式兩種。所謂內置式就是指電源可以放在燈管內部。這種內置式的最大優點就是可以做成直接替換現有的熒光燈管，而無需作任何改動。所以內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

非隔離是指在負載端和輸入端有直接連接，因此觸摸負載就有觸電的危險。

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電磁干擾，降低系統級設計難度;可用線性及PWM調光，支持上百個0.06W LED的驅動應用，工作頻率25KHz-300KHz，可通過外部電阻來設定。

非隔離恒流源的優點是簡單、指標高，它的輸出電流可以按LED串并聯的個數決定。但是大多數情況下，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，12串并聯，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，為了保持總電流240mA不變，就只能改成8串并聯。但假如 LED的總數不變，就要求串聯的數目增加到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的總數就只能是176顆，即使采用30mA，其總流明數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：最高效的驅動恒流架構；最高精度的恒流方式，受外圍器件影響最小；簡潔、方便、實用，可輕松實現調光！

AC-DC設計方面

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

特點：

要合理的利用現有的開關電源資源，是最經濟的；

恒壓和恒流技術結合是必然的 ；

在穩定的產品技術上創意才是有效的。

與開關恒流方式比較

二、散熱設計

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

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，這樣大大節約了工程的成本，如圖11。

三、商用照明電源成本節約

采用集中式外置電源（也就是多跟燈條共用一個開關電源），一般一個300W的外置開關電源零售價在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電源實物圖