LED燈和LED電源介紹及常用MOS管、可控硅、肖特基的推薦

合芯半導(dǎo)體產(chǎn)品中LED照明領(lǐng)域使用客戶多，為了方便客戶選擇我們生產(chǎn)的半導(dǎo)體器件，我們寫此文章推薦我們的產(chǎn)品。目前我們生產(chǎn)的高壓MOS管，比如：4N65,7N65,10N65,12N60,20N60,4N70,4N80,5N50,10N50。中低壓MOS管，比如：2302,2301,3400,3401,3402,60N03,50N06,20N06,15N10等。可控硅產(chǎn)品，比如：單向可控硅2P4M,0405,BT151,BT152;雙向可控硅，比如：BT134,BT136,BT137,BTB06。肖特基二極管，比如：MBR10100,MBR20100,MBR30100,MBR10200,MBR20200,MBR30200等。這些器件的封裝類型有TO-252,TO-251,TO-220F,TO-220,TO-263,TO-247,SOT-23等。這些器件在LED照明行業(yè)廣泛大量使用得到客戶的好評(píng)。

LED燈具

發(fā)光二極管(LightEmittinDiode,LED)作為新一代固態(tài)光源，具有壽命長、高效節(jié)能、綠色環(huán)保等眾多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用到顯示!照明領(lǐng)域中隨著科技發(fā)展，先進(jìn)技術(shù)不斷地應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中，以使LED的發(fā)光效率不斷提升，成本持續(xù)下降。

LED的核心部分是PN結(jié)，注人的電子與空穴在PN結(jié)復(fù)合時(shí)把電能直接轉(zhuǎn)換為光能，但是并不是所有轉(zhuǎn)換的光能都?jí)虬l(fā)射到LED外，它會(huì)在PN結(jié)和環(huán)氧樹脂/硅膠內(nèi)部被吸收片轉(zhuǎn)化熱能這種熱能是對(duì)燈具產(chǎn)生巨大副作用，如果不能有效散熱，會(huì)使LED內(nèi)部溫度升高，溫度越高，LED的發(fā)光效率越低，且LED的壽命越短，嚴(yán)重情況下，會(huì)導(dǎo)致LED晶片立刻失效，所以散熱仍是大功率LED應(yīng)用的巨大障礙。

現(xiàn)有散熱技術(shù)現(xiàn)有散熱技術(shù)：101為散熱鋁型材;102為導(dǎo)熱硅膠墊片/硅脂;103一106組成鋁基板，其中103為鋁板，104為絕緣層，105為敷銅層，106為阻焊層201一204組成LED燈，其中201為電極，202為LED底座，203為LED 的PN結(jié)，204為硅膠，然后使用錫膏將LED焊接與鋁基板的敷銅層上如圖l黑色箭頭所示：LED的PN結(jié)發(fā)出的熱量經(jīng)過LED底座一錫膏焊接層一敷銅層一絕緣層一鋁板一導(dǎo)熱硅膠墊片/硅脂一散熱鋁型材一散發(fā)于空氣中，這樣完成散熱過程。

LED底座導(dǎo)熱系數(shù)約為80W//mk;錫膏焊接層導(dǎo)熱系數(shù)大于60W/mk;敷銅層的導(dǎo)熱系數(shù)約為40OW/mk,鋁板和鋁型材的導(dǎo)熱系數(shù)約為 200W/mk,絕緣層的導(dǎo)熱系數(shù)約為Iw/mk,導(dǎo)熱硅膠墊片/硅脂約為SW/mk,但是越靠近LED的PN結(jié)，熱流密度越高，且導(dǎo)熱硅膠片/硅脂已經(jīng)有鋁板橫向?qū)峋鶞亓?，這樣絕緣層的熱流密度要比導(dǎo)熱硅膠墊片/硅脂的熱流密度高很多，所以綜上所述，可以明顯看出散熱瓶頸在于鋁基板的絕緣層。

LED燈具散熱新技術(shù)既然散熱瓶頸是鋁基板上的絕緣層，那么，對(duì)于熱電分離的LED來說，就可以使用如下新的加工工藝處理鋁基板，大大增強(qiáng)LED燈具散熱能力如圖2所示：在鋁基板的原LED底座下的位置，鉆孔去掉敷銅層和絕緣層，裸露出鋁板，但是鋁是無法直接焊錫的，還需要在裸露的鋁板上鍍上能夠焊錫金屬層經(jīng)過反復(fù)的研究探討和加工驗(yàn)證，采用如下的加工工藝：首先在裸露的鋁板上沉鋅，再在鋅面上鍍鎳，然后在鎳上鍍銅，最后在銅上噴錫或沉金采用以上加工順序加工的鍍層附著力強(qiáng)，導(dǎo)熱性能好，經(jīng)過以上鍍層工藝后就可以把LED焊接在鋁板上了。

新的鋁基板加工工藝焊接完成后，LED的PN結(jié)發(fā)出的熱量經(jīng)過LED底座一錫膏焊接塊一鋁板一導(dǎo)熱硅膠墊片/硅脂一散熱鋁型材一散發(fā)于空氣中，去除了導(dǎo)熱系數(shù)非常小的絕緣層后，大大增強(qiáng)了。

新舊工藝的LED燈具溫度對(duì)比散熱能力為了比較新工藝增強(qiáng)散熱的真實(shí)效果，我們分別使用新舊加工工藝制作兩款相同的型號(hào)的LED燈具，并在相同的條件測試LED燈具各點(diǎn)的溫度，在新的加工工藝下，LED燈具中的LED底座的溫度明顯下降了4.6,起到了很好的散熱效果，能夠大大增加LED燈具的穩(wěn)定和壽命。

LED分類與應(yīng)用

●按輸出功率分類：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。

●按輸出電壓分類：DC4V、6V、9V、12V、18V、24V、36V、42V、48V、54V、63V、81V、105V、135V等。

●按外形構(gòu)造分類：PCBA裸板和有外殼的兩種。

●按平安構(gòu)造分類：隔離和非隔離的兩種。

●按功率因數(shù)分類：帶功率因數(shù)校正和不帶功率因數(shù)。

●按防水性能分類：防水和不防水兩種。

●按鼓勵(lì)方式分類：自激式和它激式。

●按電路拓?fù)浞诸悾篟CC、Flyback、Forward、Half-Bridge、Full-Bridge、Push-PLL 、LLC等。

●按轉(zhuǎn)換方式分類：AC-DC與DC-DC兩種。

●按輸出性能分類：恒流、恒壓與既恒流又恒壓三種。

LED優(yōu)點(diǎn)

高節(jié)能：節(jié)能能源無污染即為環(huán)保。直流驅(qū)動(dòng)，超低功耗（單管0.03-0.06瓦）電光功率轉(zhuǎn)換較高，相同照明效果比傳統(tǒng)光源節(jié)能。

壽命長：LED光源有人稱它為長壽燈，意為永不熄滅的燈。固體冷光源，環(huán)氧樹脂封裝，燈體內(nèi)也沒有松動(dòng)的部分，不存在燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰等缺點(diǎn)，使用壽命可達(dá)6萬到10萬小時(shí)，比傳統(tǒng)光源壽命長10倍以上。

多變幻：LED光源可利用紅、綠、藍(lán)三基色原理，在計(jì)算機(jī)技術(shù)控制下使三種顏色具有256級(jí)灰度并任意混合，即可產(chǎn)生256×256×256=16777216種顏色，形成不同光色的組合變化多端，實(shí)現(xiàn)豐富多彩的動(dòng)態(tài)變化效果及各種圖像。

利環(huán)保：環(huán)保效益更佳，光譜中沒有紫外線和紅外線，既沒有熱量，也沒有輻射，而且廢棄物可回收，沒有污染不含汞元素，冷光源，可以安全觸摸，屬于典型的綠色照明光源。

高新尖：與傳統(tǒng)光源單調(diào)的發(fā)光效果相比，LED光源是低壓微電子產(chǎn)品，成功融合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、圖像處理技術(shù)、嵌入式控制技術(shù)等，所以亦是數(shù)字信息化產(chǎn)品，是半導(dǎo)體光電器件“高新尖”技術(shù)，具有在線編程，無限升級(jí)，靈活多變的特點(diǎn)。

LED電源

LED（LightingEmittingDiode）照明即是發(fā)光二極管照明，是一種半導(dǎo)體固體發(fā)光器件。它是利用固體半導(dǎo)體芯片作為發(fā)光材料，在半導(dǎo)體中通過載流子發(fā)生復(fù)合放出過剩的能量而引起光子發(fā)射，直接發(fā)出紅、黃、藍(lán)、綠色的光，在此基礎(chǔ)上，利用三基色原理，添加熒光粉，可以發(fā)出任意顏色的光。利用LED作為光源制造出來的照明器具就是LED燈具。LED照明燈具里，反射用途的LED照明燈具可以完全勝任于任何場合，大面積室內(nèi)照明還不成熟。

LED照明電源驅(qū)動(dòng)方案一般來說有兩種：線性驅(qū)動(dòng)和開關(guān)型驅(qū)動(dòng)。

線性驅(qū)動(dòng)應(yīng)用是一種最為簡單和最為直接的驅(qū)動(dòng)應(yīng)用方式。在照明級(jí)白光LED應(yīng)用中，雖然存在著效率低、調(diào)節(jié)性差等問題，但是由于其電路簡單、體積小巧，能滿足一些特定的場合應(yīng)用較多。

開關(guān)型驅(qū)動(dòng)可以獲得良好的電流控制精度和較高的總體效率,應(yīng)用方式主要分為降壓式和升壓式兩大類。降壓式開關(guān)驅(qū)動(dòng)是針對(duì)電源電壓高于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用并聯(lián)驅(qū)動(dòng)情況下的應(yīng)用。升壓式開關(guān)驅(qū)動(dòng)是針對(duì)電源電壓低于LED的端電壓或者是多個(gè)LED采用串聯(lián)驅(qū)動(dòng)情況下的應(yīng)用。一般認(rèn)為,隔離型驅(qū)動(dòng)安全但效率較低,非隔離型驅(qū)動(dòng)效率較高,應(yīng)按實(shí)際使用的要求來選。

設(shè)計(jì)一般的基本LED驅(qū)動(dòng)器照明應(yīng)用相對(duì)較簡單，但是如果還需要其它功能如相位控制調(diào)光和功率因子校正(PFC)，設(shè)計(jì)就變得復(fù)雜。無功率因子校正功能的非調(diào)光LED驅(qū)動(dòng)器通常包含一個(gè)離線式開關(guān)電源，用于恒定電流下調(diào)節(jié)輸出。LED驅(qū)動(dòng)器的后端架構(gòu)包含一個(gè)具有短路保護(hù)功能的電流調(diào)節(jié)電路。可以利用線性調(diào)節(jié)電路達(dá)到這一目的，然而這種方法本身效率低下，因此適用低輸出電流，通常不會(huì)應(yīng)用到多級(jí)架構(gòu)中去。替代方法是使用簡單的、具有電流回饋功能的降壓穩(wěn)壓器電路，以便限制了輸出電流超過期望的LED驅(qū)動(dòng)電流。其抵消了總LED正向電壓隨溫度和器件容差的變化，還限制了出現(xiàn)短路或其它故障條件時(shí)的電流,從而能夠保護(hù)驅(qū)動(dòng)器免遭損壞。

LED的MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)器件

常用的是NMOS.原因是導(dǎo)通電阻小,應(yīng)用較為廣泛,也符合LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)要求.所以開關(guān)電源和LED恒流驅(qū)動(dòng)的應(yīng)用中,LED燈電源MOS管選型一般都用NMOS.下面的介紹中,也多以NMOS為主.

功率MOSFET的開關(guān)特性:MOSFET功率場效應(yīng)晶體管是用柵極電壓來控制漏極電流的,因此它的一個(gè)顯著特點(diǎn)是驅(qū)動(dòng)電路簡單,驅(qū)動(dòng)功耗小.其第二個(gè)顯著特點(diǎn)是開關(guān)速度快,工作頻率高,功率MOSFET的工作頻率在下降時(shí)間主要由輸入回路時(shí)間常數(shù)決定.

MOS管的三個(gè)管腳之間有寄生電容存在,由于制造工藝限制產(chǎn)生的.寄生電容的存在使得在設(shè)計(jì)或選擇驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)候要麻煩一些,但沒有辦法避免.MOSFET漏極和源極之間有一個(gè)寄生二極管.這個(gè)叫體二極管,在驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載,這個(gè)二極管很重要.體二極管只在單個(gè)的MOS管中存在,在集成電路芯片內(nèi)部通常是沒有的.

MOS管是電壓驅(qū)動(dòng)器件,基本不需要激勵(lì)級(jí)獲取能量,但是功率MOSFET和雙極型晶體管不同,它的柵極電容比較大,在導(dǎo)通之前要先對(duì)該電容充電,當(dāng)電容電壓超過閾值電壓(VGS-TH)時(shí)MOSFET才開始導(dǎo)通.因此,柵極驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載能力必須足夠大,以保證在系統(tǒng)要求的時(shí)間內(nèi)完成對(duì)等效柵極電容(CEI)的充電.

MOSFET的開關(guān)速度和其輸入電容的充放電有很大關(guān)系.使用者雖然無法降低Cin的值,但可以降低柵極驅(qū)動(dòng)回路信號(hào)源內(nèi)阻Rs的值,從而減小柵極回路的充放電時(shí)間常數(shù),加快開關(guān)速度.一般IC驅(qū)動(dòng)能力主要體現(xiàn)在這里,我們談選擇MOSFET是指外置MOSFET驅(qū)動(dòng)恒流IC.內(nèi)置MOSFET的IC當(dāng)然不用我們?cè)倏紤]了,一般大于1A電流會(huì)考慮外置MOSFET.為了獲得到更大、更靈活的LED功率能力,外置MOSFET是唯一的選擇方式,IC需要合適的驅(qū)動(dòng)能力,MOSFET輸入電容是關(guān)鍵的參數(shù)!

LED驅(qū)動(dòng)電源的應(yīng)用：分別用于射燈、櫥柜燈、小夜燈、護(hù)眼燈、LED天花燈、燈杯、埋地?zé)簟⑺谉?、洗墻燈、投光燈、路燈、招牌燈箱、串燈、筒燈、異形燈、星星燈、護(hù)攔燈、彩虹燈、幕墻燈、柔性燈、條燈、帶燈、食人魚燈、日光燈、高桿燈、橋梁燈、礦燈、手電筒、應(yīng)急燈、臺(tái)燈、燈飾、交通燈、節(jié)能燈、汽車尾燈、草坪燈、彩燈、水晶燈、 格柵燈、遂道燈等。

目前，LED日光燈照明市場比擬活潑，LED驅(qū)動(dòng)電源廠家主要分紅3大類型：第一類是開發(fā)做LED芯片或LED燈的工廠，順勢(shì)向下游浸透；第二類是原來做是做普通照明的工廠；第三類是完整新開的工廠，他們以前做電源或其他產(chǎn)品或新創(chuàng)業(yè)。LED日光燈電源LED日光燈電源是LED日光燈中十分重要的一個(gè)部件，要是選擇不當(dāng)，LED日光燈發(fā)揮不出他應(yīng)有的性能，以至還有可能不能正常照明運(yùn)用。下面我們列了我們推薦使用的器件及參數(shù)表供給大家選擇，希望對(duì)讀者有幫助。