LED日光灯电源不烧坏MOS管的4大注意详解

LED日光灯电(dian)源发热到一(yi)定程度会导致(zhi)烧(shao)坏(huai)，关于这个问题，也见到过有人(ren)在行(xing)业论坛发过贴讨论过。本文将从芯片发热、功率管发热、工(gong)作(zuo)频率降频、电(dian)感或者变压器的选择、LED电(dian)流大小等方面讨论LED日光灯电(dian)源发热烧(shao)坏(huai)MOS管技术(shu)。

（一）芯片发热

本次内(nei)容主要针对内(nei)置(zhi)电(dian)源调制(zhi)器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)压驱(qu)(qu)动(dong)芯(xin)(xin)片(pian)。假如芯(xin)(xin)片(pian)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)流为2mA，300V的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)压加(jia)在芯(xin)(xin)片(pian)上面，芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗(hao)(hao)(hao)为0.6W，当然会引起芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)发热。驱(qu)(qu)动(dong)芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最大电(dian)流来(lai)自于(yu)驱(qu)(qu)动(dong)功率MOS管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)消(xiao)耗(hao)(hao)(hao)，简(jian)单(dan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)计算公式为I=cvf（考虑(lv)充电(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)电(dian)阻效益，实(shi)际I=2cvf，其(qi)中c为功率MOS管的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)cgs电(dian)容，v为功率管导通时(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)gate电(dian)压，所以为了降低芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗(hao)(hao)(hao)，必须(xu)想(xiang)办法降低c、v和(he)f.如果(guo)c、v和(he)f不(bu)能改变(bian)，那么请(qing)想(xiang)办法将芯(xin)(xin)片(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗(hao)(hao)(hao)分到芯(xin)(xin)片(pian)外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)器件，注意(yi)不(bu)要引入(ru)额外的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功耗(hao)(hao)(hao)。再简(jian)单(dan)一点，就是考虑(lv)更好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)散热吧。

（二）功率管发热

功率(lv)管的(de)功耗(hao)(hao)分成两部分，开(kai)关损(sun)耗(hao)(hao)和(he)(he)导通(tong)损(sun)耗(hao)(hao)。要(yao)注(zhu)意，大多数场(chang)合(he)特(te)别是LED市电驱动(dong)应用，开(kai)关损(sun)害要(yao)远大于导通(tong)损(sun)耗(hao)(hao)。开(kai)关损(sun)耗(hao)(hao)与(yu)功率(lv)管的(de)cgd和(he)(he)cgs以(yi)及(ji)芯片的(de)驱动(dong)能力和(he)(he)工作频率(lv)有关，所以(yi)要(yao)解决功率(lv)管的(de)发热可以(yi)从以(yi)下(xia)几个方面解决：

a、不(bu)能片面根据导通电阻大(da)小(xiao)来选择MOS功率(lv)管，因为(wei)内阻越小(xiao)，cgs和cgd电容越大(da)。如(ru)1N60的(de)(de)cgs为(wei)250pF左右，2N60的(de)(de)cgs为(wei)350pF左右，5N60的(de)(de)cgs为(wei)1200pF左右，差别太大(da)了，选择功率(lv)管时，够用就(jiu)可以了。

b、剩下的(de)就是(shi)(shi)频率(lv)(lv)和(he)(he)芯片驱动能(neng)力(li)了，这里(li)只谈频率(lv)(lv)的(de)影响。频率(lv)(lv)与(yu)导通(tong)损耗(hao)也成(cheng)正比，所以功率(lv)(lv)管发热时，首先(xian)要想(xiang)想(xiang)是(shi)(shi)不是(shi)(shi)频率(lv)(lv)选择的(de)有点高(gao)。想(xiang)办法降低(di)频率(lv)(lv)吧(ba)！不过要注意(yi)，当(dang)频率(lv)(lv)降低(di)时，为(wei)了得到相(xiang)同(tong)的(de)负载能(neng)力(li)，峰值电(dian)流必然(ran)要变(bian)大(da)或者电(dian)感(gan)也变(bian)大(da)，这都有可能(neng)导致电(dian)感(gan)进入饱和(he)(he)区域(yu)。如果电(dian)感(gan)饱和(he)(he)电(dian)流够大(da)，可以考虑将CCM（连续(xu)电(dian)流模式）改变(bian)成(cheng)DCM（非(fei)连续(xu)电(dian)流模式），这样就需要增加一个(ge)负载电(dian)容了。

（三）工作频率降频

这个(ge)也是(shi)用户在调(diao)试(shi)过程(cheng)中比(bi)较常见的(de)现象(xiang)，降频主要由两个(ge)方面导致。输入(ru)电(dian)压和负载电(dian)压的(de)比(bi)例小、系统干扰(rao)大。对于(yu)前者，注意不要将负载电(dian)压设置的(de)太高(gao)，虽然负载电(dian)压高(gao)，效(xiao)率(lv)会(hui)高(gao)点。对于(yu)后者，可(ke)以(yi)尝试(shi)以(yi)下几个(ge)方面：

a、将最小电流(liu)设置的再(zai)小点(dian);

b、布线干净点(dian)，特别是sense这个(ge)关键路径;

c、将电感选择的小(xiao)点或者选用闭(bi)合磁(ci)路的电感;

d、加RC低通滤波吧，这个影响有(you)点不好，C的(de)一致(zhi)性不好，偏差(cha)有(you)点大，不过对于照明来说应该够了(le)。

无论如何降(jiang)频没有(you)好处(chu)(chu)，只有(you)坏处(chu)(chu)，所以一定要解决。

（四）电感或者变压器的选择

终于谈到(dao)重点了，我还没有(you)(you)(you)入门，只能瞎说点饱和的(de)影响了。很多用户反(fan)应，相(xiang)同的(de)驱动电(dian)(dian)(dian)路(lu)，用a生(sheng)产(chan)的(de)电(dian)(dian)(dian)感没有(you)(you)(you)问题，用b生(sheng)产(chan)的(de)电(dian)(dian)(dian)感电(dian)(dian)(dian)流就变小了。遇(yu)到(dao)这(zhei)种情况，要看(kan)看(kan)电(dian)(dian)(dian)感电(dian)(dian)(dian)流波(bo)形。有(you)(you)(you)的(de)工(gong)程师没有(you)(you)(you)注意到(dao)这(zhei)个(ge)现象(xiang)，直(zhi)接调(diao)节sense电(dian)(dian)(dian)阻或(huo)者工(gong)作频率达到(dao)需要的(de)电(dian)(dian)(dian)流，这(zhei)样做可能会严(yan)重影响LED的(de)使用寿命。

所以(yi)说，在设(she)计前，合理(li)的(de)(de)计算(suan)是必(bi)须的(de)(de)，如果理(li)论计算(suan)的(de)(de)参数和(he)调试(shi)参数差的(de)(de)有点(dian)远，要考虑是否(fou)降频和(he)变(bian)(bian)压器(qi)是否(fou)饱和(he)。变(bian)(bian)压器(qi)饱和(he)时(shi)，L会变(bian)(bian)小(xiao)，导(dao)致传输delay引起的(de)(de)峰值(zhi)电(dian)流(liu)增量急剧上升，那么LED的(de)(de)峰值(zhi)电(dian)流(liu)也跟(gen)着增加(jia)。在平均电(dian)流(liu)不变(bian)(bian)的(de)(de)前提下，只能(neng)看着光衰(shuai)了。

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