LED燈電源設計的偉大構想之一

從2010年11月份第一次為用戶做了幾百臺阻容降壓的LED燈以來。觀察了幾個月，使用效果還可以。決心進入LED行業，認真的做個好的LED電源。畢竟以前我沒有做過開關電源的設計，許多因素難免欠考慮。在這立貼說明自己的設計想法，給同行參考以便提意見。我將從輸入輸出這2頭開始LED燈電源設計的探索之旅。

　　1、如果產品沒有接地或接地不良，那么跨接在L、N 之間的電容CY1、CY2 就會承受L、N 之間的220V 的電壓，在CY1 和CY2 的連接點（接地點）上就會有110V 的電位。漏電是由于產品在使用的時候沒有接地導致的。這種漏電對于絕大部分人來說是不會構成安全危害的，但某些對電流較敏感的人會有較強反應。

　　接地阻抗測試為測試產品的接地點，對產品的外殼或金屬部份，施以一個恒流(一般電流在10-40A 之間) 電源來測試兩點間的阻抗大小，一般產品規定量測25A，阻抗不得大于0.1Ω 而CSA要求量測40A，以此測試，可檢測出接地點螺絲未鎖緊、接地線徑太小、 接地線斷路等問題。

　　X Y 電容都是需要用安規電容。而X 電容一般是薄膜電容MKP 之類，方型外觀；多數Y 電容是陶瓷電容耐壓1KV以上。x 電容是跨接在電力線兩線（L-N）之間的電容；Y 電容是分別跨接在電力線兩線和地之間（L-E，N-E）的電容，一般是成對出現。基于漏電流的限制，Y 電容值不能太大，一般X 電容是uF 級，Y 電容是nF 級。X 電容抑制差模干擾，Y 電容抑制共模干擾。

　　安規電容安全等級

　　X1 >2.5kV ≤4.0kV Ⅲ

　　X2 ≤2.5kV Ⅱ

　　X3 ≤1.2kV ——

　　安規電容安全等級 絕緣類型 額定電壓范圍

　　Y1 雙重絕緣或加強絕緣 ≥ 250V

　　Y2 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V

　　Y3 基本絕緣或附加絕緣 ≥150V ≤250V

　　Y4 基本絕緣或附加絕緣 150V

　　Y 電容的電容量必須受到限制，從而達到控制在額定頻率及額定電壓作用下，流過它的漏電流的大小和對系統EMC 性能影響的目的。GJB151 規定Y 電容的容量應不大于0.1uF。Y 電容除符合相應的電網電壓耐壓外，還要求這種電容器在電氣和機械性能方面有足夠的安全余量，避免在極端惡劣環境條件下出現擊穿短路現象，Y 電容的耐壓性能對保護人身安全具有重要意義。

　　個人觀點：不用接地端子，電源與燈具做好絕緣！

　　2、防雷用MOV：14K431、430V、連續275VAC、350VDC 155J(10/1000us) 、110 J(2ms) 、710V，6000A(8/20us)。

　　LC濾波用貼片器件，不要用大體積電感。橋堆MB6S的正向壓降0.8A時有2×1V？那MB6S的損耗有點大了（1.6W）。誰有0805的0.3V正向壓降的二極管或橋堆？

　　3、這幾天在學習仿真軟件，網上只能下載了multisim10.1。經常出錯死掉，它的元件庫中的LED我修改為3.1V/350mA，不知能模擬實際的LED伏安特性嗎？

　　4、單片機初選TI,MSP430系列。先做個原理圖。

　5、單片機電路功耗3.6V/6mA，直接從橋堆后取電損耗太大；所以從LED燈串后取電。不過輸入AC電壓只能分級了：190VAC—250VAC, 80VAC---150VAC。單片機電源最大損耗

　　6mA×60VAC＝360mW。單片機電路總功耗＝360mW + 3.6V×6mA +

　　電壓采集電路損耗250V~2/1000=63mW + 30Mo*1A~2=30 mW = 475Mw。6mA包括單片機，紅外接收頭，3線串行聯網接口，熱電阻溫度，光敏電阻，I/O等電路的電流。

　　Vadc, Iadc為單片機內16位ADC的電壓，電流單極性采集輸入。

　　Tled,THJ為LED燈板溫度與環境溫度熱敏電阻采集輸入。單片機有內部測溫二極管。

　　VDR,IRD為光敏電阻，紅外遙控頭采集輸入。

　　HZ過零檢測，不一定需要。

　　VDD到3.6V間有穩壓電路。

　　I/O單片機到LED驅動電路的控制線4―――6根。

　　RXD,AND,TXD三線光隔串行聯網HE1接口，可串接上百個HE1設備，再通過HE1-TCP/IP轉換器上網。

　　6、LED驅動電路方案1）。輸入交流經PFC電路后成為直流，再經由單片機控制的多路可變恒流源。PFC電路為提高效率無需穩壓，當輸入交流為190VAC時直流＝190×1.4＝276VDC，用單片機控制的第一路可變恒流源；接272.8V/3.1V(330mA)=88個LED的燈串，即使直流電壓掉到250VDC(179VAC)，只是燈串的電流變為

　　260 mA (88×2.85V)。即使直流電壓升為280V，只是燈串的電流變為360 mA (88×3.18V)。所以輸入交流為200VAC時用第一路可變恒流源；接88個LED的燈串。輸入交流為220VAC時用第二路可變恒流源；接98個LED的燈串。輸入交流為240VAC時用第三路可變恒流源；接108個LED的燈串。輸入交流為260VAC時用第四路可變恒流源；接118個LED的燈串。這樣MOS管的功耗接近0，即使誤差在308VDC(220VAC)有5V的壓降*1A也就5W，而總功率為308W,效率也有303/308＝98.4%。用單片機檢測輸入直流電壓來控制可變恒流源是容易做到效率99%的！誰有1W LED的燈串？做實驗。

　　7、LED驅動電路方案2）。不用PFC電路，不用電解電容，用單片機檢測輸入交流電壓來控制可變恒流源。但為提高功率因數路數要用多點。功率也相對方案1變小了。

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