LED日光灯非隔离直接降压型电源方案

1．LED日光灯非隔离直接降压型电源

把交流电整流以后得到直流高压，然后直接用降压（Buck）电路降压和恒流控制，其电路原理如图4一1所示。

CI和Ll组成的EMI滤波网络的主要作用是抑制输入电源的电磁噪声及杂波信号，防止对电源干扰；同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。

这种LED日光灯非隔离式电源的主要技术特点如下。

(l）电压输入范围宽，为18- 450V，恒流输出。

(2）采用频率抖动减少电磁干扰。

(3）可用线性及PWM调光，支持上百个0.06W的LED的驱动应用。

(4）工作频率为25一300 kHz，可通过外部电阻来设定。

   优点是简单和指标高，输出电流可以按LED串／并联的个数决定；缺点是输出电流不能太大，输出电压也不能太高。

例如，288个小功率LED连接成24个串联和12个串并联。每串电流为20 mA ,共240 mA。体积也可以做得很小，通常是长条形，以便放进T10或TS的散热器中。假如侮串的电流是30 mA , 12串并联就是360 mA，在有些非隔离的电源中无法实现。为了保持总电流240 mA不变，只能改成8串并联。假如LED的总数不变并要求串联的数目增加到36个，则总电压就会增加到IOSV。但是通常这种非隔离恒流源允许的较高输出电压不超过80V，所以只能维持原来的24串并联。这样LED的总数就只能是】92只，即使采用30 mA，其总流明数有可能不满足要求。非隔离电源如图4一2所示。

一般来说，由于加入了变压器，所以隔离式电源的效率会有所降低，通常为88％左右。这种电源如图4一4所示。

现有荧光灯的电源分为两种，如图4一5所示。

普通荧光灯的起辉采用一个串联的铁芯电感和一个并联的起辉器，直接替换时拔掉起辉器即可。但是由于铁芯电感仍然串联在电路中，所以它仍然带来约6.4一10w的损耗，使得这部分的额外损耗大大降低了LED的节电功效。

   例如，一只18w的LED日光灯可以取代一只36W的荧光灯。不论采用非隔离式还是隔离式的电源，其效率至少为88％以上，其输入功率为20.45W，加上额外的6.4W 输入功率变为26.85W，总效率则降低为67％。不仅如此，由于电源内置所以电源的热量加入到管内。假定电源的效率为88%，就有2.45W的热量要散去；假定LED本身的发光效率为30%，即有70％的电功率变成热量，相当于12.6w的电功率变成热量。加上内置电源的2.45W的热量，相当于增加了20％的热量，增加的这部分热量还不至于缩短太多的寿命（20％左右）。

   若把电源放到管子中，电源本身就要承受由LED产生的很高的环境温度，从而大大降低了电解电容的寿命，也降低了整个灯具的寿命。假如原来采用的是电子镇流器，那么直接替换所产生的问题更为麻烦。因为这时加在日光灯两端的是一个高频高压，必须先用整流器变成直流高压后用降压恒流源驱动LED。这时的效率将变成前面电子镇流器的效率和后面的降压恒流源效率的乘积，可能连70％都达不到。

3．集中式外置电源

集中式外置电源方案如图4一6所示。

  现在大功率的AC/DC开关电源的效率很容易做到95%，功率因数可以做到0.995 ,而降压式的DC/DC恒流源的效率也可以做到98％。这样总效率可以做到93.1%，这时的性能可以做到较高。

    集中式供电是一种隔离式电源，在日光灯处没有220V高压，只有低于36V的直流低压，也符合安全使用的条件。

  这种结构也很容易实现各种调光方案，只要把调光控制信号送到各个DC/DC恒流模块即可，其方框图如图4一7所示。