中國半導體照明網訊：高壓線性在四年前應用（橋堆驅動模式）會成為笑話，有賴于隨著LED下游燈具的價格競爭加劇及高壓線性的技術得到發展，30W以內的LED照明燈具的驅動模式得到廣泛的推廣和應用。但基于PF值、頻閃等應用方面的問題及爭議也日益凸顯，“照明行業精英匯”于1月30日晚，組織各路大大伽就高壓線性的應用產生的應用、技術措施等問題展開討論。本場討論會由吳金水主持，文字整理陳炳泉。

 

　　線性電源（Linear power supply）是先將交流電經過變壓器降低電壓幅值，再經過整流電路整流后，得到脈沖直流電，后經濾波得到帶有微小波紋電壓的直流電壓。要達到高精度的直流電壓，必須經過穩壓電路進行穩壓。

 

　　一、線性電源是未來電源LED室內照明發展的趨勢

 

　　通俗的說，可控硅是一個控制電壓的器件，由于可控硅的導通角是可以用電路來控制的，固此隨著輸出電壓Uo的大小變化，可控硅的導通角也隨著變化。加在主變壓器初級的電壓Ui也隨之變化。就是~220V市電經可控硅控制后只有一部分加在主變壓器的初級。當輸出電壓Uo較高時，可控硅導通角較大，大部分市電電壓被可控硅“放過來了”（如上圖所示），因而加在變壓器初級的電壓，即Ui較高，這當然經整流濾波后輸出電壓也就比較高了。而當輸出電壓Uo很低時，可控硅導通角很小，絕大部分市電電壓被可控硅“卡斷了”（如下圖所示），只讓很低的電壓加在變壓器初級，即Ui很低，這當然經整流濾波后輸出電壓也就很低。

 

 

　　二．線性電源的主電路如下：

 

　　線性電源實際上是在可控硅電源的輸出端再串一只大功率三極管（實際是多只并聯），控制電路只要輸出一個小電流到三極管的基極就能控制三極管的輸出大電流，使得電源系統在可控硅電源的基礎上又穩壓一次，因而這種線性穩壓電源的穩壓性能要優于開關電源或可控硅電源1-3個數量級。但功率三極管（亦稱調整管）上一般要占用10伏電壓，每輸出1安培電流就要在電源內部多消耗10瓦功率，例如500V 5A電源在功率管上的損耗為50瓦，占輸出總功率的2%，因而線性電源的效率要比可控硅電源稍低。

 

 

　　三、開關電源的主電路如下：

 

　　由電路可以看出，市電經整流濾波后變為311V高壓，經K1~K4功率開關管有序工作后，變為脈沖信號加至高頻變壓器的初級，脈沖的高度始終為311V。當K1,K4開通時,311V高壓電流經K1正向流入主變壓器初級，經K4流出，在變壓器初級形成一個正向脈沖，同理，當K2,K3開通時,311V高壓電流經K3反向流入主變壓器初級，經K2流出，在變壓器初級形成一個反向脈沖。這樣，在變壓器次級就形成一系列正反向脈沖，經整流濾波后形成直流電壓。當輸出電壓Uo較高時，脈沖寬度就寬，當輸出電壓Uo較低時，脈沖寬度就窄，因此開關管實際上是一個控制脈沖寬窄的裝置。 我公司在沒有特別體積要求的情況下，一般向用戶提供線性電源，這主要是：

 

　　1、線性電源精度好(優于開關電源或可控硅電源1-3個數量級)，適用多種場合，一般用戶不會提出性能、精度、技術指標方面的問題。

 

　　2、便于維修，因為多數用戶都有熟悉線性電源的維修人員，也有這方面的備件。維修工具，有一只萬用表即可基本解決問題，較為細心的電工亦可動手。

 

　　3、維修后一般不留后遺癥，故障能徹底排除，性能可完全恢復，只要正確使用，及時維修。

 

　　線性電源的優點：性能穩定，沒有高頻紋波等干擾。

 

　　LED線性分段式電源，包括電源、第一串LED、第二串LED、第三串LED、第一三極管、第二三極管、第三三極管，其特征在于，還包括第四三極管、第五三極管、第六三極管和第一二極管、第二二極管、第三二極管，其中電源的輸出負端接地，電源的輸出正端接第一三極管、第二三極管和第三三極管的集電極，第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、、第五三極管、第六三極管的基極分別接第一控制信號、第二控制信號、第三控制信號、第四控制信號、第五控制信號和第六控制信號，第一三極管、第二三極管、第三三極管的發射極分別接第一串LED、第二串LED、第三串LED的正極并分別接第一二極管、第二二極管、第三二極管的負極，第四三極管、第五三極管、第六三極管的發射極均接地，第四三極管、第五三極管、第六三極管的集電極分別接第一串LED、第二串LED、第三串LED的負極并分別接第一二極管、第二二極管、第三二極管的正極；第一三極管、第二三極管、第三三極管、第四三極管、第五三極管、第六三極管均為NPN型三極管；該線性電路的控制方法如下：電源輸出電壓的第一個周波到來時，第一控制信號輸入一正偏壓使得第一三極管導通，而第二控制信號和第三控制信號無正偏壓輸入，第二三極管和第三三極管不導通；當第一個周波的電壓低于第一電壓時，第四控制信號、第五控制信號和第六控制信號均輸入一正偏壓，第四三極管、第五三極管、第六三極管均導通，第一串LED工作，而第二串LED和第三串LED不工作；當第一個周波的電壓高于第一電壓而低于第二電壓時，第四控制信號不輸入一正偏壓，第四三極管不導通，而第五控制信號和第六控制信號均輸入一正偏壓，使得第五三極管和第六三極管導通，第一串LED和第二串LED工作，而第三串LED不工作；當第一個周波的電壓高于第二電壓時，第四控制信號和第五控制信號不輸入一正偏壓，第四三極管和第五三極管不導通，而第六控制信號輸入一正偏壓，使第六三極管導通，第一串LED、第二串LED、第三串LED均工作；電源輸出電壓的第二個周波到來時，第二控制信號輸入一正偏壓，使得第二三極管導通，而第一控制信號和第三控制信號均不輸入一正偏壓，使得第一三極管和第三三極管不導通；當第二個周波的電壓低于第一電壓時，第四控制 信號、第五控制信號、第六控制信號均輸入一正偏壓，使得第四三極管、第五三極管和第六三極管均導通，第二串LED工作，而第一串LED和第三串LED不工作；當第二個周波的電壓高于第一電壓而低于第二電壓時，第五控制信號不輸入一正偏壓，第五三極管不導通，第六控制信號和第四控制信號均輸入一正偏壓，使得第六三極管和第四三極管導通，第二串LED和第三串LED工作，而第一串LED不工作；當第二個周波的電壓高于第二電壓時，第五控制信號和第六控制信號均不輸入一正偏壓，使得第五三極管、第六三極管不導通，而第四控制信號輸入一正偏壓，使得第四三極管導通，第一串LED、第二串LED、第三串LED均工作；電源輸出電壓的第三個周波到來時，第三控制信號輸入一正偏壓，第三三極管導通，第一控制信號和第二控制信號不輸入一正偏壓，第一三極管和第二三極管不導通；當第三個周波的電壓低于第一電壓時，第四控制信號、第五控制信號、第六控制信號均輸入一正偏壓，使得第四三極管、第五三極管、第六三極管均導通，第三串LED工作，而第一串LED和第二串LED不工作；當第三個周波的電壓高于第一電壓而低于第二電壓時，第六控制信號不輸入一正偏壓，第六三極管不導通，而第四控制信號和第五控制信號均輸入一正偏壓，第四三極管和第五三極管均導通，第一串LED和第三串LED工作，第二串LED不工作；當第三個周波的電壓高于第二電壓時，第四控制信號和第六控制信號均不輸入一正偏壓，第四三極管和第六三極管不導通，而第五控制信號輸入一正偏壓，使得第五三極管導通，第一串LED、第二串LED、第三串LED均工作。

 

 

　　仿真而線性原理

 

　　對于LED來講因為各種因素在內小型化過溫保護過流保護過壓保護，反向電壓沖擊，而在加上各iC家不同的工藝制程，對于線性iC在不同的電路基礎上進行改進在iC業者來講要有配合的光源。

 

　　張棟源：安規、穩定性、戶外大功率燈具如何解決？還是已經解決了？

 

　　吳金水：穩定性：因為用分立件少所以器件離散性小一致性高，大功率燈具通過多組合多路來解決，大功率燈具通過多組合多路來解決。

 

　　未來還有多iC組合式應用

 

　　無頻閃驅動方案

 

　　所以 無橋PFC電路加線性iC結合成關鍵

 

       
交流與討論
 

　　古成：線性: 優點1.從成本講，毫無疑問，不管過不過認證，性價比很高，除了最低端的，目前比不過阻容。最高端的，與電源相比，不明顯。主要因為高壓燈珠價格。低不過低壓，而能過比如能源之星的，需要專利，高壓燈珠價格卻又比低壓高太多，所以，普通非隔離的要求，到，能過如UL.TUV.FCC的要求的話，線性是性價比更高的。2.從制造講，效率高，能容易成未來的，從制造變成智造，也就是工業4.0。并且運營管理綜合費用，肯定有所下降。3.從趨勢講，如很多大咖所說，以后我們是進入智能化，人性話時代，其實進化腳步從未停止，以前電腦與現在電腦對比，手機？車？等一系列生活所需用品，都是智能化，集成化時代。線性是進化帶來的制作品。

 

　　缺點:1.很多地區電壓不穩定，巴西一面110v，一面220v，目前做不到寬電壓，或者說，電壓低了，亮度會下降。2.目前頻閃無pf無法完美兼容，聽說，有些廠家已經有解決方案，待期待。3.線性設計上，需要與輸入電壓相符合，導致某些產品，成本很不理想。

 

　　其實如果對比電源，我有個比較好的比喻，線性是AK47，而電源是狙擊槍，各有千秋。

 

　　首先，我不能代表線性，第二，我并覺得需要證明什么，真的，做電源的，也有做的很好，也有很差。群主我經常請叫他，您不說，我都會要多讓他幫我看看還有哪里不行呢。

 

　　ic耐溫大家都做的很好，都是成熟的行業了，差別只是里面的過溫保護節點而已。至于燈珠有沒有影響，跟燈珠自身品質很大關系，有些差燈珠，80就燒了，不燒也光衰大，好的燈珠，你100度都是小問題。

 

　　余遠強：

 

　　當輸入電壓和負載電壓相差不大時候，芯片功耗很小。

 

　　廖家輝：無頻閃的電容容量應該如何設計？

 

　　余遠強：輸出端加個mos管也可以，犧牲點效率、犧牲點成本。

 

　　鄭時召：線性LED芯片，目前主要在光源上；同燈具匹配，配光如何？能否廣泛應用于商業照明燈具上，適用性如何？高端的產品應用性怎樣？

 

　　余遠強：燈具毛利高，還是用開關電源吧。

 

　　袁駿誠：線性還有一個問題，就是燈珠電壓越來越低，ic承受的電壓越來越高，ic承受的電壓越來越高；

 

　　第二個問題，就是隨著使用時間越來越長，led電壓也會降低。散熱不好，led電壓能掉10%，分段恒流有色容差問題。

 

　　陳炳泉：高壓線性的應用，鄭智天大伽應該不會介意本人吹線性的優勢，隨著線性驅動方案不斷得到優化，應用面得到拓展，未來智能照明應用方面的匹配，線性的超小體積和超高的響應時間將會找到各種各樣的應用領域。當我們將咱們的照明冠以光-電一體化、光引擎等名稱時，我們也看到一條未來電子領域的專業人士，需要和照明行業的專業人士在技術銜接方面做出融合的積極姿態，只有這樣，不懂照明（通常）的電子專業人士才能做出適合照明行業的最佳匹配。