這幾個(gè)在LED驅(qū)動(dòng)電路中會(huì)常犯的錯(cuò)誤一定要避免！雙層電容LED電路解析
對(duì)于新手來講LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)其實(shí)并不是一件容易的事兒，針對(duì)這方面問題小編特別總結(jié)了設(shè)計(jì)達(dá)人的一些在工作中需要注意的問題和親身的設(shè)計(jì)心得進(jìn)行分享。
不要使用雙極型功率器件由于雙極型功率器件比便宜，一般是2美分左右一個(gè)，所以一些設(shè)計(jì)師為了降低LED驅(qū)動(dòng)成本而使用雙極型功率器件，這樣會(huì)嚴(yán)重影響電路的可靠性，因?yàn)殡S著LED驅(qū)動(dòng)電路板溫度的提升，雙極型器件的有效工作范圍會(huì)迅速縮小，這樣會(huì)導(dǎo)致器件在溫度上升時(shí)故障從而影響 LED燈具的可靠性，正確的做法是要選用MOSFET器件，MOSFET器件的使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于雙極型器件。
盡量不要使用電解
LED驅(qū)動(dòng)電路中到底要不要使用電解電容？目前有支持者也有反對(duì)者，支持者認(rèn)為如果可以將電路板溫度控制好，依次達(dá)成延長電解電容壽命的目的，例如選用105度壽命為8000小時(shí)的高溫電解電容，根據(jù)通行的電解電容壽命估算公式“溫度每降低10度，壽命增加一倍”，那么它在95度環(huán)境下工作壽命為一萬六千個(gè)小時(shí)，在85度環(huán)境下工作壽命為三萬兩千個(gè)小時(shí)，在75度環(huán)境下工作壽命為六萬四千個(gè)小時(shí)，假如實(shí)際工作溫度更低，那么壽命會(huì)更長！由此看來，只要選用高品質(zhì)的電解電容對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的壽命是沒有什么影響的！
還有的支持者認(rèn)為由無電解電容帶來的高紋波電流而導(dǎo)致的低頻閃爍會(huì)對(duì)某些人眼造成生理上的不適，幅度大的低頻紋波也會(huì)導(dǎo)致一些數(shù)碼像機(jī)設(shè)備出現(xiàn)差頻閃爍的亮暗柵格。所以，高品質(zhì)光源燈具還是需要電解電容的。不過反對(duì)者則認(rèn)為電解電容會(huì)自然老化，另外，LED燈具的溫度極難控制，所以電解電容的壽命必然會(huì)減少，從而影響LED燈具的壽命。
對(duì)此，資深工程師認(rèn)為在LED驅(qū)動(dòng)電路輸入部分可以考慮不用電解電容，實(shí)際上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去電解電容，PI的單級(jí)PFC/恒流設(shè)計(jì)可以讓設(shè)計(jì)師省去大容量電容，在輸出電路中，可以用高耐壓陶瓷電容來代替電解電容從而提升可靠性，在設(shè)計(jì)兩級(jí)電路的時(shí)候，輸出采用了一個(gè)400V的電解電容，這會(huì)嚴(yán)重影響電路的可靠性，建議采用單級(jí)電路用陶瓷電容就可以了。對(duì)于不太關(guān)注調(diào)光功能、高溫環(huán)境及需要高可靠性的工業(yè)應(yīng)用來說，建議不采用電解電容進(jìn)行設(shè)計(jì)。
MOSFET的耐壓不要低于700V耐壓600V的MOSFET比較便宜，很多認(rèn)為LED燈具的輸入電壓一般是220V，所以耐壓600V足夠了，但是很多時(shí)候電路電壓會(huì)到340V，在有的時(shí)候，600V的MOSFET很容易被擊穿，從而影響了LED燈具的壽命，實(shí)際上選用600VMOSFET可能節(jié)省了一些成本但是付出的卻是整個(gè)電路板的代價(jià)，所以，不要選用600V耐壓的MOSFET，最好選用耐壓超過700V的MOSFET。
盡量使用單級(jí)架構(gòu)電路
有些LED電路采用了兩級(jí)架構(gòu)，即PFC（功率因數(shù)校正）+隔離DC/DC變換器的架構(gòu)，這樣的設(shè)計(jì)會(huì)降低電路的效率。例如，如果PFC的效率是95%，而DC/DC部分的效率是88%，則整個(gè)電路的效率會(huì)降低到83.6%！“PI的LinkSwitch-PH器件同時(shí)將PFC/CC控制器、一個(gè)725VMOSFET和MOSFET驅(qū)動(dòng)器集成到單個(gè)封裝中，將驅(qū)動(dòng)電路的效率提升到87%，這樣的器件可大大簡化電路板布局設(shè)計(jì)，最多能省去傳統(tǒng)隔離反激式設(shè)計(jì)中所用的25個(gè)元件！省去的元件包括高壓大容量電解電容和光耦器。LED兩級(jí)架構(gòu)適用于必須使用第二個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)電路才能使PFC驅(qū)動(dòng)LED恒流的舊式驅(qū)動(dòng)器。這些設(shè)計(jì)已經(jīng)過時(shí)，不再具有成本效益，因此在大多數(shù)情況下都最好采用單級(jí)設(shè)計(jì)。
盡量使用MOSFET器件如果設(shè)計(jì)的燈具功率不是很高，我們建議使用集成了MOSFET的LED驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，因?yàn)檫@樣做的好處是集成MOSFET的導(dǎo)通少，產(chǎn)生的熱量要比分立的少，另外，就是集成的MOSFET是控制器和FET在一起，一般都有過熱關(guān)斷功能，在MOSFET過熱時(shí)會(huì)自動(dòng)關(guān)斷電路達(dá)到保護(hù)LED燈具的目的，這對(duì)LED燈具非常重要，因?yàn)長ED燈具一般很小巧且難以進(jìn)行空氣。
雙層電容LED電路解析：
近年來由于對(duì)LED的性能發(fā)展和節(jié)能的日益關(guān)注，LED被用于照明、超薄電視機(jī)的背光等等各種各樣的用途，今后更有望作為各種設(shè)備的光源而被廣泛應(yīng)用。其中高亮度LED可用作為相機(jī)攝影用的光源。如今，像智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等便攜式設(shè)備中都安裝了高亮度的攝影用光源LED，作為動(dòng)畫攝影時(shí)的火炬之光以及靜止攝影時(shí)的閃光被使用。由于LED今后性能的不斷提高，可能會(huì)被更廣泛的用于拍攝場(chǎng)景。
LED閃光及課題LED具有這一特征，由控制通過的電流量及時(shí)間來調(diào)整其自身亮度。因此適用于拍攝場(chǎng)景，使得廣泛應(yīng)用靜止攝影時(shí)的閃光和動(dòng)態(tài)攝影時(shí)的火炬之光成為可能。
圖1（左）為一般的LED閃光電路結(jié)構(gòu)。LED的電源為電池，因此流入LED的電流為電池的性能所制約。因此明亮度也受到制約。為了配合LED性能的提高及攝影的情況，則需要更明亮的發(fā)光，因此必須大電流流向LED。在此，圖1（右）為電氣雙層電容器（EDLC）作為輔助電源來使用的電路結(jié)構(gòu)。在這一電路中，電池?zé)o法提供的大電流可以由EDLC來提供，因此與電池的限制無關(guān)，LED也能更明亮的發(fā)光。
圖1：LED閃光的電路結(jié)構(gòu)（左：無EDLC、右：使用了EDLC）
圖2中EDLC作為輔助電源，顯示了8A的電流流入LED時(shí)的數(shù)據(jù)。得出的結(jié)果是超過了1，000lux的亮度。
圖2：使用了EDLC，大電流（8A）驅(qū)動(dòng)LED時(shí)的發(fā)光特性
最適合LED閃光系統(tǒng)的村田制作所的EDLC為了在極短的時(shí)間內(nèi)向LED提供大電流，作為輔助電源被使用的充電粒子的特性要求容量大、內(nèi)部電阻低。此外，為了在不同環(huán)境下能提供穩(wěn)定的電流，在大溫度范圍內(nèi)內(nèi)部電阻低且穩(wěn)定也是必要條件。
EDLC可能實(shí)現(xiàn)大容量，因?yàn)樵砩喜粫?huì)有化學(xué)反應(yīng)的蓄電構(gòu)造與電池相比能夠減少內(nèi)部電阻。村田制作所的EDLC不論電極材料還是構(gòu)造都是最適合的，雖然是小型、超薄的輕包裝，卻在大溫度范圍下實(shí)現(xiàn)了低電阻（數(shù)十mΩ），以及大容量的電容器。因此，使大電流A在大溫度范圍內(nèi)能低損耗放電。為此，可以在數(shù)十毫秒到數(shù)百毫秒間向LED提供一般手提設(shè)備的電池難以提供的超過2A的大電流。（參考圖3）‖
圖3：放電特性 （2.7V/700mF/30mΩ產(chǎn)品）
表1為村田制作所的EDLC產(chǎn)品一覽，圖4為使用了我公司EDLC的LEDflach演示板。這個(gè)系統(tǒng)能在33毫秒內(nèi)向LED提供最大為8A的大電流。（可控制在2A-8A/10-60毫秒）
圖4：使用了EDLC的LED閃光演示板
今后的發(fā)展作為智能手機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)中攝影用燈的LED被廣泛使用。這些機(jī)器中EDLC用作LED的輔助電源，能實(shí)現(xiàn)更明亮的閃光。另一方面，數(shù)碼相機(jī)使用了疝氣管閃光系統(tǒng)，具有易控制、省電省空間的特征，有望替代LED。至今為止，能通較大電流的電路系統(tǒng)、高發(fā)光率的LED都需要大容量和低電阻的EDLC。
配備了攝像頭的設(shè)備的用途在不斷擴(kuò)大，有望在我們的生活中占據(jù)更為重要的位子。我公司將繼續(xù)研究商品的特征，繼續(xù)提案最適合驅(qū)動(dòng)LED的小型、薄型輕包裝并容量大、電阻低的EDLC，并且繼續(xù)為提高配備攝像頭設(shè)備的便利性做出貢獻(xiàn)。
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