LED日光燈電源技術問題-LED日光燈電源不燒壞MOS管的注意要點

LED日光燈的發(fā)光原理

PN結的端電壓構成一定勢壘,當加正向偏置電壓時勢壘下降, P區(qū)和N區(qū)的多數載流子向對方擴散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多,所以會出現大量電子向P區(qū)擴散,構成對P區(qū)少數載流子的注入。這些電子與價帶上的空穴復合,復合時得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結發(fā)光的原理。

LED日光燈電源-防止燒壞MOS管的4大主要要點

LED日光燈電源發(fā)熱到一定程度會導致燒壞，關于這個問題，也見到過有人在行業(yè)論壇發(fā)過貼討論過。本文將從芯片發(fā)熱、功率管發(fā)熱、工作頻率降頻、電感或者變壓器的選擇、LED電流大小等方面討論LED日光燈電源發(fā)熱燒壞MOS管技術。

（一）芯片發(fā)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(fā)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。

（二）功率管發(fā)熱

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。開關損耗與功率管的cgd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(fā)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(fā)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(qū)域。如果電感飽和電流夠大，可以考慮將CCM（連續(xù)電流模式）改變成DCM（非連續(xù)電流模式），這樣就需要增加一個負載電容了。

（三）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(tǒng)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。

（四）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(jié)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。

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