其电原理图如下图所示:
图1.非隔离恒流源的电原理图
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0.06WLED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到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
通常其效率大约在88-90%之间,功率因素大约在0.88-0.92之间。
然而这种非隔离电源也有一些局限性,因为非隔离的电源会把交流电源的高压引入到负载端,从而引起触电的危险。
通常LED和铝散热器之间的绝缘也就靠铝基板的印制板的薄膜绝缘。
虽然这个绝缘层可以耐2000V高压,但有时螺丝孔的毛刺会产生所谓的爬电现象,使得难以通过CE论证。
隔离式恒流电源:
隔离式是指在输入端和输出端有隔离变压器隔离,这种变压器可能是工频也可能是高频的。
但都能把输入和输出隔离起来。
可以避免触电的危险。
这种隔离式的日光灯电源原理图如图3所示。
图3.隔离式LED日光灯电源原理图
这种隔离式LED日光灯电源外形照片如下图所示,
图4隔离式LED日光灯电源的照片
一般来说,因为加入了变压器,所以隔离式电源的效率会有所降低,通常大约在88%左右。
而且变压器的体积也比较大。
放进T10灯管还可以,但是放进T8的灯管就比较紧张。
3.内置式电源的优点和代价
内置式电源的最大优点就是能够直接替换现有采用电感镇流器的荧光灯,而不需要拆去任何东西。
现有荧光灯的电源分两种,如图5所示:
图5.荧光灯电源电路图
我们知道,最普通的荧光灯的起辉是采用一个串联的铁芯电感和一个并联的起辉器<图5a)。
在直接替换时,只要拔掉起辉器就可以了。
但是因为铁芯电感仍然串联在电路中,所以它仍然带来将近6.4-10W的损耗,结果使得这部分的额外损耗大大降低了LED的节电功效。
例如,本来一个18W的LED日光灯可以取代一个36W的荧光灯,不论采用上述非隔离式还是隔离式的电源,其效率至少为88%以上,那么其输入功率为20.45W,现在还要加上这个额外的6.4W,使得输入功率变成26.85W,其总效率也就降低为67%,如果采用某些国产的铁芯电感,其功耗高达10W,输入功率就要变成30.45W,使得总效率只有59%。
这就使LED的节电效能大打折扣。
不仅如此,因为电源内置,电源的热量也就加入到管内,假定电源的效率为88%,所以就有2.45W的热量也要散去,假定LED本身的发光效率为30%,也就是有70%的电功率变成热量,相当于12.6W的电功率变成热量,现在还要再加上内置电源的2.45W的热量,相当于增加了20%的热量。
使得LED的散热又增加的一份困难,或者说,使得LED的使用寿命也更加缩短。
其实所增加的这部分热量还不至于缩短太多的寿命<20%左右),然而把电源放倒管子里面