這幾個(gè)在LED驅動(dòng)電路中會(huì )常犯的錯誤一定要避免！雙層電容LED電路解析

　　在LED電路中容易犯的幾個(gè)錯誤：

　　對于新手來(lái)講LED驅動(dòng)設計其實(shí)并不是一件容易的事兒，針對這方面問(wèn)題小編特別總結了設計達人的一些在工作中需要注意的問(wèn)題和親身的設計心得進(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)，所以一些設計師為了降低LED驅動(dòng)成本而使用雙極型功率器件，這樣會(huì )嚴重影響電路的可靠性，因為隨著(zhù)LED驅動(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遠長(cháng)于雙極型器件。

　　盡量不要使用電解

　　LED驅動(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者，支持者認為如果可以將電路板溫度控制好，依次達成延長(cháng)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(wàn)六千個(gè)小時(shí)，在85度環(huán)境下工作壽命為三萬(wàn)兩千個(gè)小時(shí)，在75度環(huán)境下工作壽命為六萬(wàn)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(cháng)！由此看來(lái)，只要選用高品質(zhì)的電解電容對驅動(dòng)電源的壽命是沒(méi)有什么影響的！

　　還有的支持者認為由無(wú)電解電容帶來(lái)的高紋波電流而導致的低頻閃爍會(huì )對某些人眼造成生理上的不適，幅度大的低頻紋波也會(huì )導致一些數碼像機設備出現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(guò)反對者則認為電解電容會(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。

　　對此，資深工程師認為在LED驅動(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PFC/恒流設計可以讓設計師省去大容量電容，在輸出電路中，可以用高耐壓陶瓷電容來(lái)代替電解電容從而提升可靠性，在設計兩級電路的時(shí)候，輸出采用了一個(gè)400V的電解電容，這會(huì )嚴重影響電路的可靠性，建議采用單級電路用陶瓷電容就可以了。對于不太關(guān)注調光功能、高溫環(huán)境及需要高可靠性的工業(yè)應用來(lái)說(shuō)，建議不采用電解電容進(jìn)行設計。

　　MOSFET的耐壓不要低于700V

　　耐壓600V的MOSFET比較便宜，很多認為L(cháng)ED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(guò)700V的MOSFET。

　　盡量使用單級架構電路

　　有些LED電路采用了兩級架構，即PFC（功率因數校正）+隔離DC/DC變換器的架構，這樣的設計會(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驅動(dòng)器集成到單個(gè)封裝中，將驅動(dòng)電路的效率提升到87%，這樣的器件可大大簡(jiǎn)化電路板布局設計，最多能省去傳統隔離反激式設計中所用的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兩級架構適用于必須使用第二個(gè)恒流驅動(dòng)電路才能使PFC驅動(dòng)LED恒流的舊式驅動(dòng)器。這些設計已經(jīng)過(guò)時(shí)，不再具有成本效益，因此在大多數情況下都最好采用單級設計。

　　盡量使用MOSFET器件

　　如果設計的燈具功率不是很高，我們建議使用集成了MOSFET的LED驅動(dòng)器產(chǎn)品，因為這樣做的好處是集成MOSFET的導通少，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(guò)熱關(guān)斷功能，在MOSFET過(guò)熱時(shí)會(huì )自動(dòng)關(guān)斷電路達到保護LED燈具的目的，這對LED燈具非常重要，因為L(cháng)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(lái)由于對LED的性能發(fā)展和節能的日益關(guān)注，LED被用于照明、超薄電視機的背光等等各種各樣的用途，今后更有望作為各種設備的光源而被廣泛應用。其中高亮度LED可用作為相機攝影用的光源。如今，像智能手機、數碼相機、數碼攝像機等便攜式設備中都安裝了高亮度的攝影用光源LED，作為動(dòng)畫(huà)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(guò)的電流量及時(shí)間來(lái)調整其自身亮度。因此適用于拍攝場(chǎng)景，使得廣泛應用靜止攝影時(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閃光電路結構。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(lái)使用的電路結構。在這一電路中，電池無(wú)法提供的大電流可以由EDLC來(lái)提供，因此與電池的限制無(wú)關(guān)，LED也能更明亮的發(fā)光。

　　圖1：LED閃光的電路結構（左：無(wú)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)的數據。得出的結果是超過(guò)了1，000lux的亮度。

　　圖2：使用了EDLC，大電流（8A）驅動(dòng)LED時(shí)的發(fā)光特性

　　最適合LED閃光系統的村田制作所的EDLC

　　為了在極短的時(shí)間內向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、內部電阻低。此外，為了在不同環(huán)境下能提供穩定的電流，在大溫度范圍內內部電阻低且穩定也是必要條件。

　　EDLC可能實(shí)現大容量，因為原理上不會(huì )有化學(xué)反應的蓄電構造與電池相比能夠減少內部電阻。村田制作所的EDLC不論電極材料還是構造都是最適合的，雖然是小型、超薄的輕包裝，卻在大溫度范圍下實(shí)現了低電阻（數十mΩ），以及大容量的電容器。因此，使大電流A在大溫度范圍內能低損耗放電。為此，可以在數十毫秒到數百毫秒間向LED提供一般手提設備的電池難以提供的超過(guò)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)系統能在33毫秒內向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、數碼攝像機中攝影用燈的LED被廣泛使用。這些機器中EDLC用作LED的輔助電源，能實(shí)現更明亮的閃光。另一方面，數碼相機使用了疝氣管閃光系統，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、高發(fā)光率的LED都需要大容量和低電阻的EDLC。

　　配備了攝像頭的設備的用途在不斷擴大，有望在我們的生活中占據更為重要的位子。我公司將繼續研究商品的特征，繼續提案最適合驅動(dòng)LED的小型、薄型輕包裝并容量大、電阻低的EDLC，并且繼續為提高配備攝像頭設備的便利性做出貢獻。