4种LED日光灯驱动方案优缺点分析

业内人士都知道，LED日光灯将成为新一代节能环保照明灯，但是现在全国每年顶多生产几十万支LED日光灯，而且大部分是出口，国内使用寥寥无几，其实最主要的问题是价格问题，一个普通的节能荧光灯光十几元钱就搞定了，而一根LED日光灯管得上百块。所以目前的日光灯管主要是以商业照明为主。因为商业照明更多的会考虑到节能、环保、形象、政府方面支持等。　　业内人士都知道，LED日光灯将成为新一代节能环保照明灯，但是现在全国每年顶多生产几十万支LED日光灯，而且大部分是出口，国内使用寥寥无几，其实最主要的问题是价格问题，一个普通的节能荧光灯光十几元钱就搞定了，而一根LED日光灯管得上百块。所以目前的日光灯管主要是以商业照明为主。因为商业照明更多的会考虑到节能、环保、形象、政府方面支持等。

但现在LED日光灯产品质量参差不齐，有的连荧光灯的寿命都比不上，中看不中用，随着用户对LED日光灯产品认识越来越深，LED日光灯厂家还需要解决以下几个问题：

第一. 驱动电源的恒流驱动问题。目前大部分恒流源大都是总恒流（也就是多个并联灯串共用一个恒流源，因为LED灯珠之间阻值的差异性，所以每串灯的电流大小不同，任何一颗LED灯出现故障，都会影响其它灯串的电流，这样电流大的那些灯串光衰更严重，其使用寿命也会大大减短。）

第二. 散热问题。这是LED日光灯管的使用寿命的核心问题之一。因目前各厂家大都跟风采用内置电源，以直接可以更换到荧光灯管支架上，这样您的整个电源所散发的热量和LED本身散发的热量都在一个铝外壳上散热，并且都在日光灯管内，这样的热量怎么处理？

第三. 电源模块中电解电容使用寿命问题？就算我们采用超长寿命电解电容，在高温的情况下工作，它的寿命也无法与LED的寿命相平衡。但怎样来提供良好的工作温度，以达到最理想的使用寿命？

第四. 电源模块的不稳定性和产品安全性认证能否通过的问题？目前市场上大部分厂家采用的是高压的非隔离方案，和高压反击式天关电源方案，因为内置体积十分有限（要放进灯管内），所以一般在设计时，很难把电源做到稳定。并且目前各个国家对安全认证方面都比较严格，对于高电压的电源供电的安全认证方面比较难通过。

其实以上问题最要主要的根源还是在内置电源所产生的！

下面是一些专业人讲述的内置电源和外置电源设计的日光灯管的性能方面进行比较：

LED日光灯的电源分为内置式和外置式两种。所谓内置式就是指电源可以放在灯管内部。这种内置式的最大优点就是可以做成直接替换现有的荧光灯管，而无需作任何改动。所以内置式的形状都是做成长条形，以便塞进半圆形的灯管中去。

下面先介绍两种内置式，非隔离型和隔离型。

非隔离式恒流电源

非隔离是指在负载端和输入端有直接连接，因此触摸负载就有触电的危险。

目前用得最多的是非隔离直接降压型电源。也就是把交流电整流以后得到直流高压，然后就直接用降压(Buck)电路进行降压和恒流控制。其电原理图如下图所示：

　　　　　　　

图1. 非隔离恒流源的电路原理图


这种非隔离式电源的主要技术特点：从18V到450V的宽电压输入范围，恒流输出;采用频率抖动减少电磁干扰，利用随机源来调制振荡频率，这样可以扩展音频能量谱，扩展后的能量谱可以有效减小带内电磁干扰，降低系统级设计难度;可用线性及PWM调光，支持上百个0.06W LED的驱动应用，工作频率25KHz-300KHz，可通过外部电阻来设定。

非隔离恒流源的优点是简单、指标高，它的输出电流可以按LED串并联的个数决定。但是大多数情况下，它的输出电流不能太大，输出电压也不能太高。例如 264个小功率LED连接成22个串联，12串并联，每串20mA，一共240mA。体积也可以做得很小，通常是做成长条形的，以便放进T10或T8的管子里。假如每串的电流是30mA，12并就是360mA。在有些非隔离的电源中就无法实现，为了保持总电流240mA不变，就只能改成8串并联。但假如 LED的总数不变，就要求串联的数目增加到33个。这时候总电压就会增加108.9V。但是通常这种非隔离恒流源的允许的最高输出电压是80V。只能维持原来的22串，这样LED的总数就只能是176颗，即使采用30mA，其总流明数有可能不能满足要求。

图2. 非隔离降压式恒流源的外形照片

特点：最高效的驱动恒流架构；最高精度的恒流方式，受外围器件影响最小；简洁、方便、实用，可轻松实现调光！

AC-DC设计方面

开关电源发展到今天是多年积累的结果，短期内AC-DC直接恒流不可突破；恒压和恒流是矛和盾的关系，必须要分开考虑；恒流源负载调整率是1%（mA）/V，达不到恒流效果；想法越多成本越高，与风险成正比。

特点：

要合理的利用现有的开关电源资源，是最经济的；

恒压和恒流技术结合是必然的 ；

在稳定的产品技术上创意才是有效的。

与开关恒流方式比较

二、散热设计

1、最短的热传到路径，减小热传导阻力；
2、增大相互传导面积，增加热传到速度；
3、合理的计算设计散热面积；

如果是用到灯光照明工程改造方面，如商场或办公室用到的格珊灯（如图11），可以直接把LED日光灯的灯条安装在格珊灯支架上，以利用格珊灯支架散热面积大来进行散热，且无需另外开模具做个铝壳外壳进行散热，这样大大节约了工程的成本，如图11。

三、商用照明电源成本节约

采用集中式外置电源（也就是多跟灯条共用一个开关电源），一般一个300W的外置开关电源零售价在100元左右，足可以带一整条工厂流水线照明，或带T8 0.6米8W灯管36根，平均每根电源模块成本只有2.5元~2.8元.

图11为每5根0.6M格珊灯共用一个开关电源实物图