阻容降压、线性恒流和开关电源对比.doc

阻容降压、线性恒流和开关电源对比针对LED照明和LED的元器件特性，对阻容降压、线性恒流和开关电源是否适用于LED进行分析。LED具有二极管特性，因此，LED具有与二极管相同的伏安特性曲线，如下图：通过LED两端的电流，随着LED两端的电压升高，呈指数型增长，而LED的亮度是根据流过LED两端的电流决定的，所有，要保证LED稳定可靠的工作，LED需要稳定的直流电流来进行驱动，同时LED也是一种电流型敏感元器件，对电流的浪涌冲击特别为敏感，所有给LED供电的装置还必须能防止浪涌突入，保护LED。目前常用的LED驱动电路如下1、电阻电容降压型典型电路：输出电流计算如下：C1起到了限流的作用，它决定了电路中的最大电流，当负载一定的情况下，C1也就决定了负载上可以得到的电压，最终起到了降压的作用。由公式可以知道，输出电流与电容的容量，电网频率，和电容两端的电压决定，当输出电压和输入频率有所波动时，均会影响到输出电流，这样就导致了LED两端的电流不稳定。由于输出负载与降压电容式串联在主回路中，所有当输出负载的电压升高后，电容两端的电压会相应降低，导致输出电流会变小，达不到设计的要求。由于是通过电容的充放电来实现对输出电流的控制，因此电容本身不产生损耗，但是因为电容的存在，导致PF值特别低，一般只有0.4左右。电容的充放电电流是由决定的，而负载串联在回路中，如果电网突然串入了浪涌电压，则瞬间容易产生极大的浪涌电流，对LED的损害也是非常之大。所有电阻电容降压电路中，对输入电网的稳定性要求非常之高，而且负载也要求固定，不能做到灵活性与多变性，没有功率因素校正，PF只有0.4，抗浪涌能力也比较低，不能实现恒流。优点是价格便宜。2、线性恒流型：线性恒流控制芯片线性恒流常见电路线性恒流的方案，常规的设计都是通过一颗或者多颗线性恒流IC来控制输出电流的大小，由于整流后，为了保证输出电流的稳定性，在整流桥后一般都会加上一颗比较大电解电容来进行平滑和滤波，这样没有功率因素校正后就使得PF值只有0.5，非常低。由于负载和恒流IC串联在回路中，所以，主要的电压都集中在恒流IC上，P=U*I，当负载电压不高时，IC上面的损耗非常大，温升很高。同时由于此限制，导致此类设计的负载都是极高的串数，极小的电流来保证恒流IC不至于被高损耗损坏。当需要电流稍微偏大一点时，就可能需要多颗恒流IC并联使用，由于工艺上存在的偏差，也会导致流过IC的电流不平衡，容易导致某一颗先损坏。由于此类控制方式是将MOS（内置或者外置一样）工作在放大区域，因此晶体管的损耗非常大，温度是比较难控制，由于电网的波动，当输入电压升高后，IC上面的电压会更高，损耗也会进一步加大。所有线性恒流的方案特点：输出电流小，必须采用高串的方式来配置LED的参数，PF值只有0.5，输出负载电压不能太低。输入电压变化时整灯功率会发生很大变化，由其是输入电压超过额定值时，变大的功率全部在IC上消耗，恒流IC温度非常高，容易出现故障。优点：价格便宜。3、开关电源恒流：基本拓扑结构开关电源通过有源PFC控制芯片，结合开关主控制MOS管和降压电感，对PF进行了良好的校正，在满载设计下，PF值高达0.95以上，控制IC采用的零电位（ZCD）检测的方式，有效的降低了系统工作的损耗，效率更是高达90%以上。开关电源在输入端接入压敏电阻，对输入电压瞬态浪涌能起到有效的抑制作用，由于采用的是IC控制方式，通过对磁性储能元的充放电进行调整，从而有效的控制输出电流，输出参数可以根据实际的设计需要，进行不同的调整，灵活多变，电流精度完全有IC控制，一致性良好，并且通过控制主要的开关MOS，可以对输出进行非常极限的限制，负