一、18～36W内置MOS双绕组LED驱动芯片方案

1.方案特点

集成高压启动模块，灯具即开即亮，无启动电阻长期使用老化开路问题

内置高压智能MOS（690V2.5Ω），采用DIP7封装，高低压管脚距离充足，避免打火炸机

QR控制模式，降低开关损耗

100kHz工作频率，缩小变压器体积

过温调节功能（OTC），抗干扰力强，多系统不闪灯，灌胶后输出电流不变，恒流精度3%以内

全面智能保护：输出开/短路保护、过压/欠压/过流保护、CS电阻开路保护等

2.方案简介

双面板工艺，单面元器件，尺寸：49.2mm*20.2mm

输入电压：176~264Vac电压范围

输出功率：24W

输出效率：≥90%

3.LED方案原理图

二、LED基本分类与应用

按输出功率分类：

0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

按输出电压分类：

DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

按外形结构分类：

PCBA裸板和有外壳的两种。

按安全结构分类：

隔离和非隔离的两种。

按功率因数分类：

带功率因数校正和不带功率因数。

按防水性能分类：

防水和不防水两种。

按激励方式分类：

自激式和它激式。

按电路拓扑分类：

RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

按转换方式分类：

AC-DC与DC-DC两种。

按输出性能分类：

恒流、恒压与既恒流又恒压三种。

三、LED驱动电源的重要性

接触过LED的人都知道：由于LED正向伏安特性非常陡 图1.1（正向动态电阻非常小），要给LED正常供电就比较困难。不能像普通白炽灯一样，直接用电压源供电，否则电压波动稍增，电流就会增大到将LED烧毁的程度。为了稳定LED的工作电流，保证LED能正常可靠地工作，具有”镇流功能”的各种各样的LED驱动电路就应运而生。最简单的是串联一只镇流电阻，而比较复杂的是用许多电子元件构成的“恒流驱动器”。

四、LED驱动的技术方案

1)镇流电阻方案

此方案的原理电路图见图1。这是一种极其简单，自LED面世以来至今还一直在用的经典电路。

LED工作电流I按下式计算：

I与镇流电阻R成反比；当电源电压U上升时，R能限制I的过量增长，使I不超出LED的允许范围。

此电路的优点是简单，成本低；缺点是电流稳定度不高；电阻发热消耗功率，导致用电效率低，仅适用于小功率LED范围。

一般资料提供的镇流电阻R的计算公式是：

按此公式计算出的R值仅满足了一个条件：工作电流I 。而对驱动电路另两个重要的性能指标：电流稳定度和用电效率，则全然没有顾及。因此用它设计出的电路，性能没有保证。

2)镇流电容方案

电路的工作是基于在交流电路中，电容存在容抗XC也有”镇流作用”的原理。另外电容消耗无功功率，不发热；而电阻则消耗有功功率，会转化为热能耗散掉，所以镇流电容比镇流电阻，能节省一部分电能，并能设计成将LED灯直接接到市电～220V上，使用更为方便。

此方案的优点是简单，成本低，供电方便；缺点是电流稳定度不高，效率也不高。仅适用于小功率LED范围。当LED的数量较多，串联后LED支路电压较高的场合更为适用。

3)线性恒流驱动电路

上面已经提到电阻、电容镇流电路的缺点是电流稳定度低（△I/I达±20～50％），用电效率也低（约50～70％），仅适用于小功率LED灯。

为满足中、大功率LED灯的供电需要，利用电子技术常见的电流负反馈原理，设计出恒流驱动电路。和直流恒压电源一样，按其调整管是工作在线性，还是开关状态，恒流驱动电路也分成两类：线性恒流驱动电路和开关恒流驱动电路。

图4是最简单的两端线性恒流驱动电路。它借用三端集成稳压器LM337组成恒流电路，外围仅用两个元件：电流取样电阻R和抗干扰消振电容C

4)开关电源驱动电路

上述线性恒流驱动电路虽具有电路简单、元件少、成本低、恒流精度高、工作可靠等优点，但使用中也发现几点不足：

a、调整管工作在线性状态，工作时功耗高发热大（特别是工作压差过大时），不仅要求较大尺寸的散热器，而且降低了用电效率。

b、电源电压要求按公式（13）与LED工作电压严格匹配，不允许大范围改变。也就是说它对电源电压及LED负载变化的适应性差。

c、它仅能工作在降压状态，不能工作在升压状态。即电源电压必须高于LED工作电压。

d、供电不太方便，一般要配开关稳压电源，不能直接用～220V供电。

输入整流:将正负变化的交流电变成单向变化的直流电

滤波:将变化的电压波形平滑成波动较小的直流电压波形

变压器:储存能量,产生需要的输出电压.原、副边隔离。

输出稳压:稳定输出电压

取样反馈:将输出电压的变化反映到控制电路,以便采取相应的措施保证输出电压在规定的范围内

PWM+开关:控制电路,根据反馈回来的信号控制变压器储存能量的多少,从而保证输出的稳定

采用开关电源驱动的优点:效率高，一般可以做到80%～90%，输出电压、电流稳定。输出纹波小。且这种电路都有完善的保护措施，属高可靠性电源。

五、LED驱动电源主要有恒压式和恒流式

（1）恒压式

a、当稳压电路中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化；

b、恒压电路不怕负载开路，但严禁负载完全短路。

c、 以稳压驱动电路驱动LED，每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均；

d、 亮度会受整流而来的电压变化影响。

（2）恒流式

a、 恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化，负载阻值小，输出电压就低，负载阻值越大，输出电压也就越高；

b、 恒流电路不怕负载短路，但严禁负载完全开路。

c、 恒流驱动电路驱动LED是较为理想的，但相对而言价格较高。

d、 应注意所使用最大承受电流及电压值，它限制了LED的使用数量；

六、LED日光灯电源设计

非隔离型降压式电源设计方法概论

非隔离降压型电源是现在普遍使用的电源结构，几乎占了日光灯电源百分之九十以上。很多人都以为非隔离电源只有降压型一种，每每一说到不隔离，就想到降压型，就想到说对灯不安全（指电源损坏）。其实降压型不只是一种，还有两种基本结构，即升压，和升降压，即BOOST AND BUCK-BOOST，后两种电源即使损坏。不会影响到LED的好处。降压式电源也有其好处，它适合用于220，但不适用于110，因为110V本来电压就低，一降就更低了，那样输出的电流大，电压低，效率做不太高。 降压式220V交流，整流滤波后约三百伏，经过降压电路，一般将电压降到直流150V左右，这样即可实现高压小电流输出，效率可以做得较高。一般用MOS 做开关管，做这种规格的电源，我的经验是，可以做到百分之九十那样差不多，再往上也困难。原因很简单，芯片一般自损会有0.5W到1W，而日光灯管电源不过就是10W左右。所以不可能再往上走。现在电源效率这个东西很虚，很多人都是吹，实际根本达不到。

常见有些人说什么3W的电源效率做到百分之八十五了，而且还是隔离型的。告诉大家，即便是跳频模式的，空载功耗最小，也要0.3W，还什么输出3W低压，能到百分之八十五，其实有百分之七十算很好了，反正现在很多人吹牛不打草稿，可以忽悠住外行，不过现在做LED的懂电源的也不多。

效率要高，首先就要做非隔离的，然后输出规格还要高压小电流，可以省去功率元件的导通损耗，所以象这种LED电源的主要损耗，一就是芯片自有损耗，这个损耗一般有零点几W到一W的样子，还有一个就是开关损耗了，用MOS做开关管可以显著减小这个损耗，用三极管开关损耗就大很多。所以尽量不要用三极管。还有就是做小电源，最好不要太省，不要用RCC，因为RCC电路一般的厂家根本做不好质量，其实现在芯片也便宜，普通的开关电源芯片，集成MOS管的，最多不过两元钱，没必要省那么一点点，RCC只省点材料费，实际上加工返修等费用更高，到头到反而得不偿失的那样。

降压式电源的基本结构就是将电感和负载串入300V高压中，开关管开关的时候，负载即实现了低于300V的电压，具体的电路很多，网上也很多。现在9910，还有一般的市场上的恒流IC基本都是用这种电路来实现的。但这种电路就是开关管击穿的时候，整个LED灯板就玩完，这应该算是最不好的地方了。因为当开关管击穿的时候，整个300V的电压就加在灯板上，本来灯板只能承受一百多伏电压，现在成了三百伏了，这种情况一发生。LED肯定要烧掉。所以很多人说非隔离的不安全，其实就是说降压的，只是因为一般非隔离的绝大多数是降压的，所以认为非隔离的损坏一定要坏 LED。其实另外两种基本的非隔离结构，电源损坏，不会影响LED的。

降压式电源要设计成高压小电流，效率才能高，细说一下，为什么?因为高压小电流，可以让开关管电流的脉宽大一些，这样峰值电流就小一些，还有就是，对电感的损耗也小一些，通过电路结构就可以知道，电路不方便画，具体也难以再叙述下去了。就随便总结一下，降压电源的好处是，适合于220高压输入使用，以使得功率器件承受的电压应力小，适合做大电流输出，比如做100MA电流，比后两种方式来的轻松，效率要高。效率算比较高的，对电感的损耗较小，但对开关管损耗大一些，因为所有经过负载的功率必须要经过开关管传输，但输出的功率，只有一部分经过电感，如300V输入，120V输出的降压型电源，只有 180V的部分要经过电感，120V的部分是直接导通进入负载的，所以说对电感损耗比较小，但输出的功率，全部要经过开关管转化。

分解两种恒流控制方式

下面要详解的是，两种恒流控制模式的开关电源，从而产生两种做法。这两种做法，无论是原理，还是器件应用，还是性能差别，相当都较大。

首先说原理。第一种以现在恒流型LED专用IC为代表，主要如9910系列，AMC7150，凡是现在打LED恒流驱动IC的牌子基本都是这种，且叫他恒流IC型的吧。但我认为这种所谓恒流IC做恒流，效果却不怎么好。其控制原理相对来说较简单，就是在电源工作的原边回路，设定一个电流阀值，当原边MOS导通，此时电感的电流是线性上升的，当上升到一定值的时候，达到这个阀值，就关断电流，下一周期再由触发电路触发导通。其实此种恒流应该是一种限流，我们知道，当电感量不同的时候，原边电流的形状是不同的，虽然有相同的峰值，但电流平均值不同。因此，象这种电源一般就是批量生产时，恒流大小的一致性不太好控制。还有就是此种电源有一个特点，一般是输出电流是梯形的，即波动式电流，输出一般是不用电解平滑的，这也是一个问题，如果电流峰值过大，会对LED产生影响。如果电源的输出级没有并电解来平滑电流的那种电源，基本上都属此类。即判断是否是这种控制方式，就看其输出有没有并上电解滤波了。这种恒流我原来一直叫其为假恒流，因为其本质就是一种限流，并不是经过运放比较，而得到的恒流值。

第二种恒流方式，应该可以叫做开关电源式的。这种控制方式和开关电源的恒压控制方式相似。大家都知道用TL431做恒压吧，因为其内部有一个2.5伏的基准，然后用电阻分压方式。当输出电压高一点的时候，或低一点的时候，就产生一个比较电压，经过放大，去控制PWM信号，所以此种控制方式可以很精确的控制电压。这种控制方式，需要一个基准，还需要一只运放，如果基准够准，运放放大倍数够大，那么就定的很准。同样的，做恒流，就是需要一个恒流基准，一个运放，用电阻过流检测，作为信号，然后用这个信号放大，去控制PWM，可惜现在就是不太好找到很准的基准信号，常用的有三极管，这个做基准温漂大，还有就是可以拿二极管约1V的导通值做基准，这样的也可以，可都不高，最好的是用运放加TL431当基准，但电路复杂。但这样做的恒流电源，恒流精确度还是好控制的多。而这种模式控制的恒流，其输出一定得加电解滤波，所以输出电源是平滑直流，不是脉动的，脉动的话就没法取样了。所以要判定是哪种只要看其输出是否有电解就行了。

两种恒流控制模式决定了使用两类不同的器件，一是从而决定了两种电路器件使用不同，性能的不同，成本亦不同。以9910系列为代表的恒流型控制IC 做的LED电源，实际是限流，控制较简单，严格的说起来，其不属于开关电源控制的主流模式，开关电源控制的主流模式是一定要有基准和运放的。但这种IC出来就只能用于LED，很难用于其它的东西，只是因为LED对纹波要求极低。但因为是只用于LED，所以现在价格较高。基本就是使用9910加MOS管制作，输出无电解，一般我看很多人就是用工字电感做功率转换电感的。这种电源，一般厂家的芯片资料上有出图，基本都是降压式。

二是开关电源控制模式的恒流驱动器。这种，就是以普通的开关电源芯片为核心转换器件，这种芯片很多，如PI的TNY系列，TOP系列，ST的VIPER12，VIPER22，仙童的 FSD200等，甚至只用三极管或是MOS管的RCC等，都可以做。好处是成本低，可靠性也不错。因为普通的开关电源芯片不但价格好，而且都是经过大量使用的经典产品。象这种IC其实一般集成了MOS管，比9910外加MOS方便，但控制方式复杂一些，需要外加恒流控制器件，可以用三极管，或是运放。磁性元件可以用工字电感，亦可用带气隙的高频变压器。

关于此种电源的要求和电路结构的问题

对于看法是，因为电源要内置在灯里，而发热是LED光衰最大的杀手，所以发热一定要小，就是效率一定得高。当然得有高效率的电源。对于T8一米二长的那种灯，最好是不要用一支电源，而是用二支，两端各一只，将热量分散。从而不使热量集中在一个地方。

电源的效率主要取决于电路的结构和所用的器件。先说电路结构，有些人还说要隔离电源，我想绝对是没必要的，因为这种东西本来就是置于灯体内部，人根本摸不到。没必要隔离，因为隔离电源的效率比不隔离效率要低，第二是，最好输出要高电压小电流，这样的电源才能把效率做高。现在普遍用到的是，BUCK电路，即降压式电路。最好是把输出电压做到一百伏以上，电流定在100MA上那样，如驱动一百二十只，最好是三串，每串四十只，电压就是一百三十伏，电流 60MA。

这种电源用的很多，本人只是认为有一点不好，如果开关管失控通咱，LED会玩完。现在LED这么贵。我比较看好升压式电路，此种电路的好处，我反复的说过，一是效率较降压式的高些，二是电源坏了，LED灯不会坏。这样能确保万无一失，如果烧坏一个电源，只是损失几块钱，烧一个LED日光灯，就会赔掉上百元的成本。所以我一直首推还是升压式的电源。

还有就是，升压式电路，很容易把PF值作高，降压式的就麻烦一些。我绝对升压式电路用于LED日光灯的好处还是有压倒性的强于降压式的。只是有一年缺点，就是在220V市电输入情况下，负载范围比较窄，一般只能适用于100至140个一串或两串LED，对于少于此数的，或是夹在中间的，却用起来不方便。不过现在做LED日光灯的，一般60CM长那种都是用100至140，一米二的那种，一般就是用二百到二百六那样，使用起来还是可以的。所以现在LED日光灯一般使用的是不隔离降压电路，还有不隔离升压电路。

最后说一下，区别这两种电源，一个最重要的方法，就是看其输出是否有电解电容作滤波。

关于供电问题——不管是做限流型恒流控制的电源，还是运放控制的恒流电源，都要解决供电问题。即开关电源芯片工作 的时候是需要一个相对稳定的直流电压为其芯片供电的，芯片的工作电流从一个MA到几个MA不等。有一种象FSD200，NCP1012，和HV9910，此种芯片是高压自馈电的，用起来是方便，但高压馈电，造成IC热量的上升，因为IC要承受约300V的直流电，只要稍有一点电流，就算一个MA，也有零点三瓦的损坏耗了。一般LED电源不过十瓦左右，损失零点几瓦以下就可以将电源的效率拉下几个点。还有就是典型象QX9910。，用电阻下拉取电，这样，损耗就在电阻上，大约也得损失它零点几瓦吧。还有就是磁耦合，就是用变压器，在主功率线圈上加一个绕组，就象反激电源的辅助绕组一样，这样可以避免损掉这零点几瓦的功率。这也是我为什么不隔离电源还要用变压器的原因之一，就是为了避免损失那零点几瓦的功率，将效率提几个点。

对高PF LED日光灯电源，大电流的LED日光灯电源的看法

个人认为这些做法有很多时候实在是舍本逐末而已。现在先请问一下LED相对于传统灯具的优势在哪，第一，节能，第二长寿，然后是不怕开关，对吧。但是现在使用的高PF的方法，均是使用无源填谷PF电路，由原来的驱动方式，即48串，6并改为，24串12并，这样的话，在220V情况下，效率会降下五个百分点左右，于是LED日光灯电源，发热量更高了，灯珠也会受到一点影响。

还有一个问题，就是，24串12并的做法，会让LED日光灯灯珠的布线变的很难受，不好布线了。我看，最好的方式还是48串一串方式好，主要是效率高，发热小，而且布线容易，不复杂。

更有甚者，现在还有人提出什么24并，12串，这种方式只适合用于隔离电源，不隔离电源根本不适用。更有些不懂电源常识的人觉得自己非隔离电源做到恒流600MA输出就好牛X了，其实他都没有自己仔细的放在灯管里试过，象这种不热爆了才怪。

所以说，现在搞什么低压大电流做LED日光灯电源，实是舍本求末的做法。

关于外形

现在LED日光灯电源，做灯的厂家普遍要求放在灯管内，如放T8灯管内。很少一部分外置。不知道为什么都要这样。其实内置电源又难做，性能也不好。但不知道为什么还有这么多人这样要求。可能都是随风倒吧。外置电源应该说是更科学，更方便才对。但我也不得不随风倒，客户要什么，我就做什么。但做内置电源，有相当难度哦。因为外置的电源，形状基本没有要求，想做多大做多大，想做成什么形状也没关系。内置电源，只能做成两种，一种是用的最多的，就是说放在灯板下面，上面放灯板，下面是电源，这样就要求电源做的很薄，不然装不进。而且这样只能把元件倒下，电源上的线路也只有加长。我认为这样不是个好办法。不过大家普遍喜欢这样搞。我就搞。还有就是用的少一些，放两端的，即放在灯管两头，这样好做些，成本也低些。我也有做过，基本就是这两种内置形状了。
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