電路設計:內置電源LED日光燈設計
發布時間:2015-03-25 責任編輯:sherry
【導讀】目前,幾乎市場上所有LED日光燈的電源都是采用內置式。所謂內置式就是指電源可以放在燈管裏麵。這種內置式的最大優點就是可以做成直接替換現有的熒光燈管,而無需對原有電路作任何改動。所以內置式電源的形狀通常都是做成長條形,以便塞進半圓形的燈管中去。
內置式電源有兩種,一種是非隔離式(圖1),一種是隔離式(圖2)。

圖1. 非隔離式LED日光燈電源
非隔離是指在LED負載端和220V輸入端有直接連接,因此觸摸負載就有觸電的危險。220V和鋁殼之間隻有鋁基板的極薄絕緣層的隔離,通常不容易通過CE和UL認證。

圖2. 隔離式LED日光燈電源
隔(ge)離(li)式(shi)是(shi)指(zhi)在(zai)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)有(you)隔(ge)離(li)變(bian)壓(ya)器(qi)隔(ge)離(li),這(zhe)種(zhong)變(bian)壓(ya)器(qi)可(ke)能(neng)是(shi)工(gong)頻(pin)也(ye)可(ke)能(neng)是(shi)高(gao)頻(pin)的(de)。但(dan)都(dou)能(neng)把(ba)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)隔(ge)離(li)起(qi)來(lai)。可(ke)以(yi)避(bi)免(mian)觸(chu)電(dian)的(de)危(wei)險(xian)。也(ye)容(rong)易(yi)通(tong)過(guo)CE或UL認證。
內置電源LED日光燈的耗電
采(cai)用(yong)內(nei)置(zhi)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)最(zui)大(da)優(you)點(dian)就(jiu)是(shi)可(ke)以(yi)直(zhi)接(jie)替(ti)換(huan)現(xian)有(you)熒(ying)光(guang)燈(deng)而(er)不(bu)需(xu)要(yao)對(dui)原(yuan)有(you)的(de)接(jie)線(xian)做(zuo)任(ren)何(he)改(gai)變(bian)。那(na)麼(me)內(nei)置(zhi)式(shi)的(de)這(zhe)種(zhong)優(you)點(dian)是(shi)不(bu)是(shi)也(ye)付(fu)出(chu)一(yi)定(ding)的(de)代(dai)價(jia)呢(ne)?的(de)確(que)如(ru)此(ci),而(er)且(qie)這(zhe)個(ge)代(dai)價(jia)還(hai)不(bu)小(xiao)。這(zhe)要(yao)從(cong)普(pu)通(tong)熒(ying)光(guang)燈(deng)的(de)鎮(zhen)流(liu)器(qi)結(jie)構(gou)說(shuo)起(qi):
我們知道,最普通的熒光燈的起輝是采用一個串聯的鐵芯電感和一個並聯的起輝器(圖 3a)。對於這種電路在用LED日光燈直接替換時,隻要拔掉起輝器就可以了。但是由於鐵芯電感仍然串聯在電路中,所以它仍然帶來將近 6.4W(Philip)到10W(國產)的損耗,結果由於這部分的額外損耗就大大降低了LED的節電功效。例如,本來一個20W的LED日光燈可以取代一個36W的熒光燈,以內置非隔離式的20W LED日光燈為例,實測結果如下。
[page]
(b)電子鎮流器

圖3. 熒光燈電源電路圖
也就是說,直接換的結果是效率大大降低,對於國產電感鎮流器,效率隻有56.2%。隻比普通熒光燈節電6.8W。這使得LED日光燈的節電效能大打折扣,以致合同能源管理(EMC)難以執行。
散熱和壽命
內nei置zhi電dian源yuan的de另ling一yi個ge最zui大da缺que點dian是shi壽shou命ming低di。因yin為wei電dian源yuan必bi須xu放fang在zai鋁lv管guan裏li,所suo以yi鋁lv管guan不bu可ke能neng做zuo成cheng鰭qi片pian的de形xing式shi,而er隻zhi能neng是shi普pu通tong的de半ban圓yuan柱zhu型xing,頂ding多duo在zai表biao麵mian上shang加jia上shang一yi些xie很hen淺qian的de條tiao形xing溝gou槽cao(圖4),3

圖4 中空鋁管的半塑半鋁的LED日光燈燈管
這種半圓柱的表麵積為:2πR*h/2=πR*h。對於T8燈管來說,它的直徑為26mm,所以半徑為13mm。1.2米的T8燈管,其表麵積為:π*1.3+120=490cm2,我們知道LED散熱器的表麵積通常要求60cm2/W。,所以這種半鋁管隻能散8W左右的熱量。而T8型 LED日光燈通常輸入功率為20W,假定LED的發光效率隻有20%,那麼有16W的輸入電功率都變成熱量。而現在隻能散去8W的熱量,而還有8W的熱量無法散去,其結果就是使得LED的結溫升高,壽命縮短。
不僅如此,由於電源內置,電源的熱量也就加入到管內,假定電源的效率為88%,所以就有2.4W的熱量也要散去,相當於又要增加30%的熱量,也就是說一共有10.4W的功率無法散發出去。使得LED的散熱又增加的一份困難,或者說,使得LED的使用壽命也更加縮短。而且,電源的長度大約為燈管長度的五分之一,電源所發的熱也集中在這一段裏麵,使得靠近電源的這些LED受到更熱的烘烤,因而壽命也比其他地方的LED更短,燈管在損壞時,靠近電源的一段先黑掉。可以認為,內置電源的LED日光燈的壽命不會高於10,000小時。而且把電源放到管子裏麵,電源本身還要承受由LED產生的很高的環境溫度,這就大大降低了電源裏的電解電容的壽命,也就降低了整個燈具的壽命。
使用成本
因為內置電源的LED日光燈壽命隻有10,000小時,和外置電源的50,000小時相比,其使用成本顯然高了5倍。不僅如此,在使用過程中,不管是LED損壞了,還是電源損壞了,通常兩個都要一起丟棄。而外置式電源的LED日光燈,則可以壞了哪個丟哪個。此外,內置電源式也增加了電子垃圾的回收處理的成本。因為必須把電源部分拆出來再分別處理。
外置式電源,不僅效率高、壽命長,而且還可以增加手動調光或自動調光等特殊功能,這些都是內置式所無法比擬的!可以認為,內置式的缺點和問題是很嚴重的,遺憾的是,有些人隻是貪圖它在購買時可能便宜10%,而不顧其使用成本高5倍以上。真可謂是為小失大,得不償失!
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
微波功率管
微波開關
微波連接器
微波器件
微波三極管
微波振蕩器
微電機
微調電容
微動開關
微蜂窩
位置傳感器
溫度保險絲
溫度傳感器
溫控開關
溫控可控矽
聞泰
穩壓電源
穩壓二極管
穩壓管
無焊端子
無線充電
無線監控
無源濾波器
五金工具
物聯網
顯示模塊
顯微鏡結構
線圈
線繞電位器
線繞電阻


