LED日光灯电源技术问题-LED日光灯电源不烧坏MOS管的注意要点

LED日光灯的发光原理

PN结的(de)端电压构成一定势垒(lei),当(dang)加正向(xiang)偏(pian)置电压时势垒(lei)下(xia)降(jiang), P区和N区的(de)多数载(zai)流子(zi)向(xiang)对方扩散。由(you)于电子(zi)迁移率比空(kong)穴迁移率大得多,所以(yi)会出现(xian)大量(liang)电子(zi)向(xiang)P区扩散,构成对P区少数载(zai)流子(zi)的(de)注入(ru)。这些电子(zi)与价带(dai)上的(de)空(kong)穴复(fu)合,复(fu)合时得到的(de)能(neng)量(liang)以(yi)光能(neng)的(de)形(xing)式释放(fang)出去。这就是PN结发(fa)光的(de)原理。

LED日光灯电源-防止烧坏MOS管的4大主要要点

LED日(ri)光灯电源(yuan)发(fa)热(re)(re)到一定程度会导致烧坏，关于这个问(wen)题，也见到过(guo)有人在行(xing)业(ye)论(lun)(lun)坛发(fa)过(guo)贴讨(tao)论(lun)(lun)过(guo)。本(ben)文将从(cong)芯片(pian)发(fa)热(re)(re)、功率管发(fa)热(re)(re)、工作(zuo)频率降频、电感或者(zhe)变压器的(de)选择(ze)、LED电流大小等方面讨(tao)论(lun)(lun)LED日(ri)光灯电源(yuan)发(fa)热(re)(re)烧坏MOS管技术。

（一(yi)）芯片发(fa)热(re)

本次(ci)内(nei)(nei)容主要针对内(nei)(nei)置电源调制器的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)压(ya)驱(qu)(qu)动芯(xin)(xin)片(pian)。假(jia)如芯(xin)(xin)片(pian)消耗(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)电流(liu)(liu)为(wei)(wei)(wei)2mA，300V的(de)(de)(de)(de)(de)电压(ya)加在芯(xin)(xin)片(pian)上面，芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)耗(hao)为(wei)(wei)(wei)0.6W，当然会(hui)引(yin)起(qi)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)发热(re)。驱(qu)(qu)动芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)最大电流(liu)(liu)来自于驱(qu)(qu)动功(gong)率MOS管的(de)(de)(de)(de)(de)消耗(hao)，简(jian)单的(de)(de)(de)(de)(de)计算公(gong)式为(wei)(wei)(wei)I=cvf（考(kao)虑充电的(de)(de)(de)(de)(de)电阻效益，实际I=2cvf，其中c为(wei)(wei)(wei)功(gong)率MOS管的(de)(de)(de)(de)(de)cgs电容，v为(wei)(wei)(wei)功(gong)率管导(dao)通(tong)时的(de)(de)(de)(de)(de)gate电压(ya)，所以为(wei)(wei)(wei)了降低(di)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)耗(hao)，必须想(xiang)办法降低(di)c、v和f.如果c、v和f不(bu)(bu)能改(gai)变，那(nei)么(me)请想(xiang)办法将(jiang)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)耗(hao)分(fen)到芯(xin)(xin)片(pian)外的(de)(de)(de)(de)(de)器件，注意不(bu)(bu)要引(yin)入额外的(de)(de)(de)(de)(de)功(gong)耗(hao)。再简(jian)单一点，就是考(kao)虑更好的(de)(de)(de)(de)(de)散热(re)吧。

（二）功率管发热

功(gong)率(lv)管的功(gong)耗分成两部分，开(kai)关损耗和(he)(he)导(dao)通损耗。要注意，大(da)多(duo)数(shu)场(chang)合特别是LED市电驱动应用，开(kai)关损害要远大(da)于导(dao)通损耗。开(kai)关损耗与功(gong)率(lv)管的cgd和(he)(he)cgs以及芯片(pian)的驱动能力和(he)(he)工作频率(lv)有(you)关，所以要解决功(gong)率(lv)管的发热可以从以下几个(ge)方面解决：

a、不(bu)能片面(mian)根据导通电(dian)(dian)阻大小来选择MOS功率管，因为(wei)(wei)内(nei)阻越(yue)小，cgs和cgd电(dian)(dian)容越(yue)大。如1N60的(de)cgs为(wei)(wei)250pF左(zuo)右(you)，2N60的(de)cgs为(wei)(wei)350pF左(zuo)右(you)，5N60的(de)cgs为(wei)(wei)1200pF左(zuo)右(you)，差别太大了，选择功率管时，够用(yong)就可(ke)以了。

b、剩下的(de)(de)就(jiu)是(shi)(shi)频(pin)率和(he)芯片(pian)驱(qu)动能(neng)力了(le)，这里只(zhi)谈频(pin)率的(de)(de)影(ying)响。频(pin)率与导通损耗也成正比(bi)，所以功(gong)率管发热时，首先要(yao)想(xiang)想(xiang)是(shi)(shi)不是(shi)(shi)频(pin)率选择(ze)的(de)(de)有(you)点高。想(xiang)办法降低(di)频(pin)率吧(ba)！不过要(yao)注意，当(dang)频(pin)率降低(di)时，为了(le)得到相同的(de)(de)负载(zai)能(neng)力，峰值电流(liu)必然要(yao)变大或者电感也变大，这都有(you)可能(neng)导致电感进入饱(bao)和(he)区域(yu)。如(ru)果电感饱(bao)和(he)电流(liu)够大，可以考虑将CCM（连(lian)续(xu)电流(liu)模式）改(gai)变成DCM（非(fei)连(lian)续(xu)电流(liu)模式），这样就(jiu)需(xu)要(yao)增加(jia)一个负载(zai)电容了(le)。

（三(san)）工作频(pin)率降频(pin)

这个(ge)也是用户在调试过程中比(bi)较常见的现象，降频主要由两(liang)个(ge)方(fang)面(mian)导致。输入电压(ya)和负(fu)载电压(ya)的比(bi)例(li)小、系统干扰大。对(dui)于前者，注意不要将负(fu)载电压(ya)设置的太高(gao)，虽然负(fu)载电压(ya)高(gao)，效(xiao)率(lv)会(hui)高(gao)点。对(dui)于后者，可以尝试以下几个(ge)方(fang)面(mian)：

a、将最小电流设置的再小点;

b、布线干净点，特(te)别(bie)是(shi)sense这(zhei)个关键路径(jing);

c、将电感(gan)选(xuan)择的(de)小点或者(zhe)选(xuan)用闭合磁路的(de)电感(gan);

d、加RC低通滤波吧，这个影(ying)响(xiang)有点不(bu)(bu)好(hao)，C的一(yi)致性不(bu)(bu)好(hao)，偏差有点大(da)，不(bu)(bu)过对于照明来(lai)说应该(gai)够(gou)了。

无论如何(he)降频没(mei)有好处，只有坏处，所以一定(ding)要解决。

（四(si)）电(dian)感或(huo)者(zhe)变压(ya)器的选(xuan)择

终于谈到重点了，我(wo)还(hai)没(mei)有(you)入(ru)门，只(zhi)能瞎说(shuo)点饱(bao)和的影(ying)(ying)响了。很多(duo)用(yong)户反应，相同的驱动电(dian)(dian)路，用(yong)a生(sheng)产的电(dian)(dian)感没(mei)有(you)问题，用(yong)b生(sheng)产的电(dian)(dian)感电(dian)(dian)流就(jiu)变小了。遇(yu)到这(zhei)种情况，要(yao)看看电(dian)(dian)感电(dian)(dian)流波形。有(you)的工(gong)程(cheng)师没(mei)有(you)注意到这(zhei)个现象(xiang)，直接调(diao)节sense电(dian)(dian)阻或者工(gong)作频率(lv)达到需要(yao)的电(dian)(dian)流，这(zhei)样做可能会(hui)严重影(ying)(ying)响LED的使用(yong)寿命(ming)。

所以说，在(zai)设(she)计前，合理的(de)(de)计算是(shi)必须的(de)(de)，如果理论计算的(de)(de)参数和(he)(he)调试参数差的(de)(de)有点远，要考虑是(shi)否(fou)降频和(he)(he)变压(ya)器是(shi)否(fou)饱和(he)(he)。变压(ya)器饱和(he)(he)时，L会变小，导致传输delay引起的(de)(de)峰(feng)值电(dian)流(liu)增(zeng)量急剧上升(sheng)，那(nei)么(me)LED的(de)(de)峰(feng)值电(dian)流(liu)也跟(gen)着增(zeng)加。在(zai)平(ping)均电(dian)流(liu)不(bu)变的(de)(de)前提下，只能看(kan)着光衰了。

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