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LED日光燈電源設計有關發熱燒MOS管五大關鍵技術點分析
2014/11/11 10:35:33 OFweek 半導體照明網
1、芯片發熱
  本次內容主要針對內置電源調制器的高壓驅動芯片。假如芯片消耗的電流為2mA,300V的電壓加在芯片上面,芯片的功耗為0.6W,當然會引起芯片的發熱。驅動芯片的最大電流來自于驅動功率MOS管的消耗,簡單的計算公式為I=cvf(考慮充電的電阻效益,實際I=2cvf,其中c為功率MOS管的cgs電容,v為功率管導通時的gate電壓,所以為了降低芯片的功耗,必須想辦法降低c、v和f.如果c、v和f不能改變,那么請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入額外的功耗。再簡單一點,就是考慮更好的散熱吧。
  2、功率管發熱
  關于這個問題,也見到過有人在電源網論壇發過貼。功率管的功耗分成兩部分,開關損耗和導通損耗。要注意,大多數場合特別是LED市電驅動應用,開關損害要遠大于導通損耗??廝鷙撓牘β使艿腸gd和cgs以及芯片的驅動能力和工作頻率有關,所以要解決功率管的發熱可以從以下幾個方面解決:A、不能片面根據導通電阻大小來選擇MOS功率管,因為內阻越小,cgs和cgd電容越大。如1N60的cgs為250pF左右,2N60的cgs為350pF左右,5N60的cgs為1200pF左右,差別太大了,選擇功率管時,夠用就可以了。B、剩下的就是頻率和芯片驅動能力了,這里只談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比,所以功率管發熱時,首先要想想是不是頻率選擇的有點高。想辦法降低頻率吧!不過要注意,當頻率降低時,為了得到相同的負載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導致電感進入飽和區域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮將CCM(連續電流模式)改變成DCM(非連續電流模式),這樣就需要增加一個負載電容了。
  3、工作頻率降頻
  這個也是用戶在調試過程中比較常見的現象,降頻主要由兩個方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統干擾大。對于前者,注意不要將負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會高點。對于后者,可以嘗試以下幾個方面:a、將最小電流設置的再小點;b、布線干凈點,特別是sense這個關鍵路徑;c、將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;d、加RC低通濾波吧,這個影響有點不好,C的一致性不好,偏差有點大,不過對于照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處,只有壞處,所以一定要解決。
  4、電感或者變壓器的選擇
  終于談到重點了,我還沒有入門,只能瞎說點飽和的影響了。很多用戶反應,相同的驅動電路,用a生產的電感沒有問題,用b生產的電感電流就變小了。遇到這種情況,要看看電感電流波形。有的工程師沒有注意到這個現象,直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流,這樣做可能會嚴重影響LED的使用壽命。所以說,在設計前,合理的計算是必須的,如果理論計算的參數和調試參數差的有點遠,要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時,L會變小,導致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那么LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下,只能看著光衰了。
  5、LED電流大小
  大家都知道LEDripple過大的話,LED壽命會受到影響,影響有多大,也沒見過哪個專家說過。以前問過LED廠這個數據,他們說30%以內都可以接受,不過后來沒有經過驗證。建議還是盡量控制小點。如果散熱解決的不好的話,LED一定要降額使用。也希望有專家能給個具體指標,要不然影響LED的推廣。

[責任編輯:yawei]



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