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LED灯和LED电源介绍及常用MOS管、可控硅、肖特基的推荐

发布日期:2019-10-26 浏览:787

LED灯和LED电源介绍及常用MOS管、可控硅、肖特基的推荐

合芯半导体产品中LED照明领域使用客户多,为了方便客户选择我们生产的半导体器件,我们写此文章推荐我们的产品。目前我们生产的高压MOS管,比如:4N65,7N65,10N65,12N60,20N60,4N70,4N80,5N50,10N50。中低压MOS管,比如:2302,2301,3400,3401,3402,60N03,50N06,20N06,15N10等。可控硅产品,比如:单向可控硅2P4M,0405,BT151,BT152;双向可控硅,比如:BT134,BT136,BT137,BTB06。肖特基二极管,比如:MBR10100,MBR20100,MBR30100,MBR10200,MBR20200,MBR30200等。这些器件的封装类型有TO-252,TO-251,TO-220F,TO-220,TO-263,TO-247,SOT-23等。这些器件在LED照明行业广泛大量使用得到客户的好评。
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LED灯具

发光二极管(LightEmittinDiode,LED)作为新一代固态光源,具有寿命长、高效节能、绿色环保等众多优点,被广泛地应用到显示!照明领域中随着科技发展,先进技术不断地应用于半导体生产中,以使LED的发光效率不断提升,成本持续下降。

LED的核心部分是PN结,注人的电子与空穴在PN结复合时把电能直接转换为光能,但是并不是所有转换的光能都够发射到LED外,它会在PN结和环氧树脂/硅胶内部被吸收片转化热能这种热能是对灯具产生巨大副作用,如果不能有效散热,会使LED内部温度升高,温度越高,LED的发光效率越低,且LED的寿命越短,严重情况下,会导致LED晶片立刻失效,所以散热仍是大功率LED应用的巨大障碍。

现有散热技术现有散热技术:101为散热铝型材;102为导热硅胶垫片/硅脂;103一106组成铝基板,其中103为铝板,104为绝缘层,105为敷铜层,106为阻焊层201一204组成LED灯,其中201为电极,202为LED底座,203为LED 的PN结,204为硅胶,然后使用锡膏将LED焊接与铝基板的敷铜层上如图l黑色箭头所示:LED的PN结发出的热量经过LED底座一锡膏焊接层一敷铜层一绝缘层一铝板一导热硅胶垫片/硅脂一散热铝型材一散发于空气中,这样完成散热过程。

LED底座导热系数约为80W//mk;锡膏焊接层导热系数大于60W/mk;敷铜层的导热系数约为40OW/mk,铝板和铝型材的导热系数约为 200W/mk,绝缘层的导热系数约为Iw/mk,导热硅胶垫片/硅脂约为SW/mk,但是越靠近LED的PN结,热流密度越高,且导热硅胶片/硅脂已经有铝板横向导热均温了,这样绝缘层的热流密度要比导热硅胶垫片/硅脂的热流密度高很多,所以综上所述,可以明显看出散热瓶颈在于铝基板的绝缘层。

LED灯具散热新技术既然散热瓶颈是铝基板上的绝缘层,那么,对于热电分离的LED来说,就可以使用如下新的加工工艺处理铝基板,大大增强LED灯具散热能力如图2所示:在铝基板的原LED底座下的位置,钻孔去掉敷铜层和绝缘层,裸露出铝板,但是铝是无法直接焊锡的,还需要在裸露的铝板上镀上能够焊锡金属层经过反复的研究探讨和加工验证,采用如下的加工工艺:首先在裸露的铝板上沉锌,再在锌面上镀镍,然后在镍上镀铜,最后在铜上喷锡或沉金采用以上加工顺序加工的镀层附着力强,导热性能好,经过以上镀层工艺后就可以把LED焊接在铝板上了。

新的铝基板加工工艺焊接完成后,LED的PN结发出的热量经过LED底座一锡膏焊接块一铝板一导热硅胶垫片/硅脂一散热铝型材一散发于空气中,去除了导热系数非常小的绝缘层后,大大增强了。

新旧工艺的LED灯具温度对比散热能力为了比较新工艺增强散热的真实效果,我们分别使用新旧加工工艺制作两款相同的型号的LED灯具,并在相同的条件测试LED灯具各点的温度,在新的加工工艺下,LED灯具中的LED底座的温度明显下降了4.6,起到了很好的散热效果,能够大大增加LED灯具的稳定和寿命。

LED分类与应用

●按输出功率分类:0.4W、1.28W、1.4W、3W、4.2W、5W、8W、10.5W、12W、15W、18W、 20W、23W、25W、30W、45W、60W、100W、120W、150W、200W、300W 等。

●按输出电压分类:DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

●按外形构造分类:PCBA裸板和有外壳的两种。

●按平安构造分类:隔离和非隔离的两种。

●按功率因数分类:带功率因数校正和不带功率因数。

●按防水性能分类:防水和不防水两种。

●按鼓励方式分类:自激式和它激式。

●按电路拓扑分类:RCC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

●按转换方式分类:AC-DC与DC-DC两种。

●按输出性能分类:恒流、恒压与既恒流又恒压三种。

LED优点

高节能:节能能源无污染即为环保。直流驱动,超低功耗(单管0.03-0.06瓦)电光功率转换较高,相同照明效果比传统光源节能。

寿命长:LED光源有人称它为长寿灯,意为永不熄灭的灯。固体冷光源,环氧树脂封装,灯体内也没有松动的部分,不存在灯丝发光易烧、热沉积、光衰等缺点,使用寿命可达6万到10万小时,比传统光源寿命长10倍以上。

多变幻:LED光源可利用红、绿、蓝三基色原理,在计算机技术控制下使三种颜色具有256级灰度并任意混合,即可产生256×256×256=16777216种颜色,形成不同光色的组合变化多端,实现丰富多彩的动态变化效果及各种图像。

利环保:环保效益更佳,光谱中没有紫外线和红外线,既没有热量,也没有辐射,而且废弃物可回收,没有污染不含汞元素,冷光源,可以安全触摸,属于典型的绿色照明光源。

高新尖:与传统光源单调的发光效果相比,LED光源是低压微电子产品,成功融合了计算机技术、网络通信技术、图像处理技术、嵌入式控制技术等,所以亦是数字信息化产品,是半导体光电器件“高新尖”技术,具有在线编程,无限升级,灵活多变的特点。

 

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LED电源

LED(LightingEmittingDiode)照明即是发光二极管照明,是一种半导体固体发光器件。它是利用固体半导体芯片作为发光材料,在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射,直接发出红、黄、蓝、绿色的光,在此基础上,利用三基色原理,添加荧光粉,可以发出任意颜色的光。利用LED作为光源制造出来的照明器具就是LED灯具。LED照明灯具里,反射用途的LED照明灯具可以完全胜任于任何场合,大面积室内照明还不成熟

LED照明电源驱动方案一般来说有两种:线性驱动和开关型驱动。

线性驱动应用是一种最为简单和最为直接的驱动应用方式。在照明级白光LED应用中,虽然存在着效率低、调节性差等问题,但是由于其电路简单、体积小巧,能满足一些特定的场合应用较多。

开关型驱动可以获得良好的电流控制精度和较高的总体效率,应用方式主要分为降压式和升压式两大类。降压式开关驱动是针对电源电压高于LED的端电压或者是多个LED采用并联驱动情况下的应用。升压式开关驱动是针对电源电压低于LED的端电压或者是多个LED采用串联驱动情况下的应用。一般认为,隔离型驱动安全但效率较低,非隔离型驱动效率较高,应按实际使用的要求来选。

设计一般的基本LED驱动器照明应用相对较简单,但是如果还需要其它功能如相位控制调光和功率因子校正(PFC),设计就变得复杂。无功率因子校正功能的非调光LED驱动器通常包含一个离线式开关电源,用于恒定电流下调节输出。LED驱动器的后端架构包含一个具有短路保护功能的电流调节电路。可以利用线性调节电路达到这一目的,然而这种方法本身效率低下,因此适用低输出电流,通常不会应用到多级架构中去。替代方法是使用简单的、具有电流回馈功能的降压稳压器电路,以便限制了输出电流超过期望的LED驱动电流。其抵消了总LED正向电压随温度和器件容差的变化,还限制了出现短路或其它故障条件时的电流,从而能够保护驱动器免遭损坏。

LED的MOS管是电压驱动器件

常用的是NMOS.原因是导通电阻小,应用较为广泛,也符合LED驱动设计要求.所以开关电源和LED恒流驱动的应用中,LED灯电源MOS管选型一般都用NMOS.下面的介绍中,也多以NMOS为主.

功率MOSFET的开关特性:MOSFET功率场效应晶体管是用栅极电压来控制漏极电流的,因此它的一个显著特点是驱动电路简单,驱动功耗小.其第二个显著特点是开关速度快,工作频率高,功率MOSFET的工作频率在下降时间主要由输入回路时间常数决定.

MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在,由于制造工艺限制产生的.寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些,但没有办法避免.MOSFET漏极和源极之间有一个寄生二极管.这个叫体二极管,在驱动感性负载,这个二极管很重要.体二极管只在单个的MOS管中存在,在集成电路芯片内部通常是没有的.

MOS管是电压驱动器件,基本不需要激励级获取能量,但是功率MOSFET和双极型晶体管不同,它的栅极电容比较大,在导通之前要先对该电容充电,当电容电压超过阈值电压(VGS-TH)时MOSFET才开始导通.因此,栅极驱动器的负载能力必须足够大,以保证在系统要求的时间内完成对等效栅极电容(CEI)的充电.

MOSFET的开关速度和其输入电容的充放电有很大关系.使用者虽然无法降低Cin的值,但可以降低栅极驱动回路信号源内阻Rs的值,从而减小栅极回路的充放电时间常数,加快开关速度.一般IC驱动能力主要体现在这里,我们谈选择MOSFET是指外置MOSFET驱动恒流IC.内置MOSFET的IC当然不用我们再考虑了,一般大于1A电流会考虑外置MOSFET.为了获得到更大、更灵活的LED功率能力,外置MOSFET是唯一的选择方式,IC需要合适的驱动能力,MOSFET输入电容是关键的参数!

LED驱动电源的应用:分别用于射灯、橱柜灯、小夜灯、护眼灯、LED天花灯、灯杯、埋地灯、水底灯、洗墙灯、投光灯、路灯、招牌灯箱、串灯、筒灯、异形灯、星星灯、护拦灯、彩虹灯、幕墙灯、柔性灯、条灯、带灯、食人鱼灯、日光灯、高杆灯、桥梁灯、矿灯、手电筒、应急灯、台灯、灯饰、交通灯、节能灯、汽车尾灯、草坪灯、彩灯、水晶灯、 格栅灯、遂道灯等。

目前,LED日光灯照明市场比拟活泼,LED驱动电源厂家主要分红3大类型:第一类是开发做LED芯片或LED灯的工厂,顺势向下游浸透;第二类是原来做是做普通照明的工厂;第三类是完整新开的工厂,他们以前做电源或其他产品或新创业。LED日光灯电源LED日光灯电源是LED日光灯中十分重要的一个部件,要是选择不当,LED日光灯发挥不出他应有的性能,以至还有可能不能正常照明运用。下面我们列了我们推荐使用的器件及参数表供给大家选择,希望对读者有帮助。

常用名称

型号

封装

电流(A)

电压(V)

常用名称

型号

封装

电流(A)

电压(V)

高压MOS管

4N65

TO-220F

4

650

中压MOS管

15N10

TO-252

15

100

高压MOS管

7N65

TO-220F

7

650

低压MOS管

2301

SOT-23

-20

-3

高压MOS管

10N65

TO-220F

10

650

低压MOS管

2302

SOT-23

20

3

高压MOS管

12N60

TO-220F

12

600

低压MOS管

3400

SOT-23

5.8

30

高压MOS管

20N60

TO-220F

20

600

低压MOS管

3401

SOT-23

-4

-30

高压MOS管

4N70

TO-252

4

700

低压MOS管

3402

SOT-23

4

30

高压MOS管

4N80

TO-252

4

800

低压MOS管

60N03

TO-252

60

30

高压MOS管

5N50

TO-252

5

500

低压MOS管

50N06

TO-252

50

60

高压MOS管

10N50

TO-252

10

500

低压MOS管

20N06

TO-252

20

60

单向可控硅

2P4M

TO-252

2

600

双向可控硅

BT134

TO-252

4

600

单向可控硅

Z0405

TO-252

4

600

双向可控硅

BT136

TO-252

5

600

单向可控硅

BT151

TO-220

12

600

双向可控硅

BT137

TO-252

6

600

单向可控硅

BT152

TO-220

20

600

双向可控硅

BTB06

TO-251

6

600

肖特基二极管

10100

TO-220F

10

100

肖特基二极管

20100

TO-220F

20

100

肖特基二极管

30100

TO-220F

30

100

肖特基二极管

10200

TO-220F

10

200

肖特基二极管

20200

TO-220F

20

200

肖特基二极管

30200

TO-220F

30

200



 


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