Tag Archives: 行业动态

首个移动电源国家标准8月1日实施

中国国家标准化管理委员会官网显示,国内首个移动电源国家强制标准已经正式出台,并将于2015年8月1日起实施。该标准的标准号为GB 31241-2014,全

称为《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》,包含30多项数据指标。
据了解,第一部移动电源强制标准GB 31241-2014,全称为《便携式电子产品用锂离子电池和电池组安全要求》,英文标准名称《Lithium ion cells and batteries u

sed in portable electronic equipments―Safety requirements》,该标准将于2015年8月1日正式实施。现在,中国质量认证中心(CQC)新能源处已经开始受理

GB31241-2014标 准认证。
根据测试指标,电池组的测试项目中除了包含常规的一般 安全要求(安全工作参数、标识要求、警示说明、耐久性),还对电池组环境试验、电池组电安全试

验、电池组保护电路安全测试要求、系统保护电路安全要求等30多项测试。该标准对移动电源的测试达到了无死角覆盖。
近几年常有因为移动电源引发的爆炸等安全事故。移动电源行业准入门槛低、产品质量差、无序竞争,之前移动电源市场没有统一的认证标准,市场监管缺位,消费者才会成为弱势群体。

LED驱动方式比较和LED驱动电源的选择

LED器件对驱动电源的要求非常高,LED不像普通的白炽灯泡,可以直接连接220V的交流电。LED是3伏左右的低电压驱动,必须要设计复杂的变换电路,不同用途的LED灯,要配备不一样的电源适配器。国外市场对LED驱动电源的效率转换、有效功率、恒流精度、电源寿命、电磁兼容的要求都非常高。

LED是特性敏感的LED照明元器件,又具有负温度特性,因此在应用过程中需要对其进行稳定工作状态和保护,从而产生了驱动的理念。设计一款好的电源必须综合考虑这些因数,因为电源在整个灯具中的作用就好比像人的心脏一样重要。
由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要专门的驱动电路来点亮LED。目前主流的几种LED驱动方式有如下几种:

阻容降压
利用电容在交流下的阻抗来限制输入电流,从而获得直流电平给LED供电。这种驱动方式结构简单,成本低廉,但是输入非隔离方案,有安全隐患。而且转换效率很低,无法做到恒流控制。
隔离反激电路
利用反激电路,通过变压器在副边产生直流电平,再通过光耦将此电平的纹波反馈回原边,从而自激稳定。此类电路符合安规认定要求,而且输出恒流精度较好,转换效率较高。但由于需要光耦和副边恒流控制电路,导致系统复杂,体积大,成本高。目前已逐渐为原边方案取代。

原边方案就是通过完全在交流原边控制输出的电源和电流,最精确可以做到5%的恒流精度,副边仅需简单的输出电路即可。原边主要依靠辅助边的反馈来控制输出电压,依靠限流电阻对原边电流的控制,同时乘以匝比来控制输出电流的精度。原边方案继承了隔离反激电路的种种优点,同时架构简单,可以做到小体积和低成本,目前已成为主流驱动。
原边的恒流精度问题:由于变压的生产精度难以控制,导致原边方案在使用低质量变压器时,输出电流漂移较大。所以,原边方案通过改进增加了副边恒流控制电路,这样虽然比普通的原边方案复杂了,但是对比反激方案,仍然可以省去光耦等,系统性价比最高。

根据国家电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点:
1、高可靠性
特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
2、高效率
LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。
3、高功率因素
功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
4、驱动方式
现在通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。
5、浪涌保护
LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
6、保护功能
电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。
7、防护方面!
灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。
8、驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。

怎么解决LED元器件散热问题的技巧

我们拆开过许多LED照明产品,在IC芯片、液晶面板、各式电子元器件的配置等许多亮点中,让我们感受到“真是花了心思”的地方是散热方法。使用导热管、散热片、均热板等,让容易发热的部件散发出热能,每种产品使用的方法都有着自己的特点,体现了工程的设计方向。

如今,有一家IC元器件工程师正努力在这些散热措施中开发新的方法,这家企业就是开发陶瓷材料的百盛新纪元半导体。我们准备推广的散热方法是利用陶瓷电路板的高热辐射率。

据散热措施研究工程师介绍,热量的传播方式有“热传导”、“对流”、“热辐射”三种形态,晶格振动的传播、金属中自由电子的移动属于“热传导”,流体运动传热属于“对流”,通过电磁波传热是“热辐射”。百盛新纪元半导体开发的方法就是利用陶瓷材料的红外线辐射进行散热。

热辐射散热法的优点是,在机壳密闭而且很薄、热量没有办法通过对流转移的情况下,可以释放出热量。一些技术人员很早以前就知道这种优点,但充分利用的方案非常少。不过,百盛新纪元半导体工程师解答,最近采用热辐射散热的LED照明产品有所增加。其中,国内一家照明器具公司将其应用到了从投光器等大型LED照明器具到台灯等小型产品的各种用途。

识别移动电源芯片技术好坏的方法

移动电源还没有行业标准,客户只能根据外观,品牌,功能参数来辨别好坏,移动电源管理IC也是一个非常重要的技术,起到保护移动电源,好的IC充当的是一个保护伞的作用。

一.锂电池充电电路系统,有没有DC/DC升压电路系统和电池电量显示功能系统为一体的便携式电源管理IC。

二.有没有集成了锂电池充电IC的全部功能,包括涓流充电,恒流充电和恒压充电全过程的充电方式。在性能上,浮充电压可达1%以内,并且具有充电电流纹波小,充电效率高等优点。DC/DC升压功能是 Z 的另一个功能特点,芯片提供了高精度的输出电压精度,可以提供高达90%的升压转换效率。

三.是否配置了4个LED驱动端口,智能的显示电池电量。在给电池充电和电池放电升压的过程中都能很好的指示电池的电量。

四.看是否配备了全方位的可靠性保护设计,包括负载限流保护,同时芯片端口设计了高性能的ESD保护电路,使得该款芯片具有极好的安全性和可靠性。

五.在电池供电的情况下,关闭系统后的静态电流低于30uA,大大降低了静态功耗,有效的延长了电池的使用时间。充电和升压过程中对电池内阻进行了电流跟随补偿,有效的弥补了由于电池内阻造成的电池电量采样有较大误差的问题,使得显示的电量更精确。

六. 在有电源适配器的情况下芯片系统可以自动调整供给负载的电流与充电电流的大小,优先供给负载。软启动功能避免了启动升压时大电流对开关MOS管的冲击,有效的保护了外围器件。

七. 电池电量显示以及升压电路可通过手动开关灵活控制。短按手动开关就可以启动升压,如果是电源适配器掉电,芯片系统可自动启动升压系统,无需再按手动开关。电量显示灯亮起后,8秒钟左右将自动熄灭,如果想提前熄灭电量显示灯,可直接短按开关,灯会马上熄灭。在升压状态下,长按手动开关两秒钟,马上关闭升压系统。还提供了SSOP24封装形式。

总之,判断一个芯片的好坏,主要是从以上说到的每一处细节保护电流,升压形式,电流保护,智能控电系统等进行判断,一款好的芯片能起到好的效果,相反,芯片技术不过硬将会导致,比如:安全、电量流失等.

怎么设计高转换率移动电源

当我们对电子产品的需求日益上升的时候,也就产生了一个新的问题,那就是怎么为大家提供一个安全性能高、功能好、价格又便宜的移动电源产品,是所有移动电源设计师都难以逃避的挑战。设计师为此找到一条正确的方法论,从许多IC芯片方案中找出一款最适合的就显得非常重要。
设计电路的复杂性在不断升高,一块PCB上往往需要 11个或者更多的电源IC。因此,有助于缩小方案体积、提高效率和降低产品成本,而且同时配置和设计多重负载电源方案的方法,引起移动电源设计工程师的关注。 NS如何设计多重负载系统电源的分析和表述,相信会对我们找到相关解决思路提供启发与帮助。
节能减排的趋势,使行业对电源适配器的待机功耗和转换效率的要求正在慢慢提高。2009年,满足EPA2.0严格规范的全新准谐振反激式控制器问世。远翔适用于绿色电源适配器解决方案的准谐振反激式控制器,自然成了先行者。
通过内部和外部电源适配器,电能被转化成热能而消耗掉。因可节省大量的电能,高能效、低待机功率电源适配器的商业价值就显现了出来,从而,DC-DC 转换器的效率和功率损耗就成了许多电子系统的一个重要特征参数。远翔对适配器电源设计的探讨,百盛新纪元半导休提出的测量高频开关DC-DC转换器中热应力器件功率耗散的新方法,针对LED照明换代产品设计回答了如何实现远程控制的难题。
锂离子电池以其重量与容量的高比能量广泛应用于便携式电子设备中。然而,锂离子电池对过量充电与过高温度都很敏感,这可能会导致热耗散及电池爆炸。如何设计安全性更高的电池充电系统已成为充电电池供电设备设计的关键因素之一。那么,远翔会告诉我们如何去设计安全性更高的电池充电系统?远翔也向我们展示了其笔记本电脑锂电池充电控制 DC/DC转换器技术的优势。
在电池技术没有得到实质性突破iPad仍能实现长达10小时待机时间成功安例,不难看出,通过电源与系统的协同设计从而实现电源系统与整机系统较合理的搭配,这种设计优化手段正在不断地挖掘电池放电的潜能,这是未来几年电源设计技术的走向。

5分钟速成LED照明”效率”的定义

灯具的“效率”到底应该怎么样解读?打个比方:“如果是T5格栅灯具,按70%的灯具效率,T5光源效率按104 LPW计算的话,就算不计算电器损耗,T5格栅灯具的整灯效率也就72.8 LPW,相对于130。。。这意味着。。。如果是二次反射灯盘,灯具效率也就50%,光源效率按104 LPW,不计算电器损耗的情况下,整灯效率是52LPW,相对于130。。这意味着。。。好高的光效!”

这小节提到7次效率,其中重复3次,也就是有4个关于效率的术语:光源效率、灯具效率、整灯效率、光效。

我们用得对吗?那我们慢慢来看:

首先,光源通电、发光。光源把电力转换成光的能力,这是“发光效率”,简称为“光效”。如果是单指光源本身的,也可以叫“光源光效”,我们把他简称为“光源效率”,嗯……也算他过关了吧。

a1

其次,光源不是“裸奔”的,要配灯具,通过反射器、透镜、遮光罩……会有损失,从灯具里出来的光,肯定没原先那么多了。光源发的光,披荆斩棘!杀出灯具!还剩多少?这个存活率就是“灯具效率”。

a2

我们已经学了两个关于效率的术语,把他们重叠一下,那是什么呢?整个灯具把电力转化为光的能力。这就是“灯具效能”,通俗可以叫做“整灯光效”,我们管他叫“整灯效率”就有点问题了。。。。

a3

最后,根据国家标准里关于这些术语的规范定义。我们得注意的是:在即将颁布的2013新版国标里,分开了“效能”和“效率”两个概念。

提高LED驱动电源效率的八大技巧

总结下这段时间做照明驱动电源提高效率的技巧:
1.主电流回路PCB尽量短。
LAYPCB的经验,及布局,这个没什么,快速的方法就是多看大厂的作品。
2.优化变压器参数设计,减少振铃带来的涡流损耗。
这个比较难,先要把电磁基础知识掌握,设计合理的变压器,最要紧的是耐心,哪怕是想到能提高0.5%的效率,也要去尝试。
3.合理选用开关器件。
这个就是成本和性能的平衡了,什么样的客户要求,用什么样的器件,但得合理。如果要效率,毫无疑问COOL MOS ,低VF输出二极管
4.输入EMI部分优化设计
如果过安规,这部分考究得比较多,主要就是经验了。
5.选择高效率的拓补结构
这个是方案选型的开始,例如PWM和QR PFM,当前提客户提出效率要求,就要评估选什么样的拓补
6.选择好的电解电容
很多人忽略了这个,电解的损耗很大,陈永真老师有个文章中就有详细的解说
7.启动部分功耗设计
有效率的前提下,就要考虑,目前很多芯片都有HV启动脚,启动电流也越做越低,这点就是要对新型器件多了解,当然了,还有外加电路无损启动等,我认为不适合LED驱动。
8.芯片辅助供电优化
这晶丰明源的BP3102应用文档中有指出,15V为最佳,但LED一般又为宽电压输出,所以我的选择是加一级线性稳压,使芯片工作在15V来降低损耗。

移动电源驱动IC主芯片市场分析

移动电源无疑是近两年来发展最蓬勃的行业之一。像突然冒出来的,“移动电源”这个词就出现在普通消费者的眼前、耳边。现在这个行业最被关注的有两点,一是市场规模,二是行业混乱,后者也是饱受诟病的地方。至于市场规模,乐观的分析会和智能手机等移动互联应用市场规模挂钩,谨慎一些的分析,会考虑到电池技术的发展,这两方面是影响移动电源市场前景的重要因素。以下将从市场和芯片状况两方面考察移动电源行业形势。
目前市场上主要有以下几种模式的移动电源

类型一,只带充电功能的移动电源,这种充电器不带什么其他扩展功能。这类充电器容量大,非常适合做专业外置电源。

类型二,带太阳能板的移动电源,在使用过程中可以通过太阳光充电从而达到补足电量。这类移动电源以前主要应用在特种部队和特殊行业上。民用上随着太阳能板转化率的逐步提高,现在也逐步流行起来。

类型三,使用灵活的柔性单片集成电路pv薄膜太阳能面板,将太阳能储存在蓄电池中,也可以直接将太阳能转化的电能传输给电子设备。在光线不好的条件下,也能将能源捕获效率最大化,可弯曲、防水等优点,相比其他太阳能产品,更加灵活轻便。

类型四,以最新技术及最安全的锂聚合物电芯生产出的最高质量安全品质的移动电源,将电量储存在蓄电池电芯中,更高更快的将电量传输到电子设备。随时实现可随充随用,边打边充。
移动电源主芯片状况

1、锂电池管理IC:目前国内充电管理系统比较成熟,智能IC监控整个充电过程,执行锂电池的预充、恒流、恒压三阶段充电功能。主流管理IC有拓微TP4056,南京微盟ME4056等。充电时间5000maH大约8小时。

2、MCU:PCB板上智能控制系统,避免设备在充电时受到不稳定的电流、电压冲击而损坏;可以对产品进行充放电控制,提供充电保护、放电保护、温度保护、漏电保护。过载保护、短路保护等多重保护,使产品性能更加安全稳定,使产品本身使用寿命更长,同时也避免不稳定的输出对手机造成伤害;MCU同时在不充电输出状态下,可以阻止电能流失。解决了用户的后顾之忧;自动识别手机和多种数码产品,支持各品牌智能手机及各类平板电脑充电,兼容USB 5V输入的其他数码类电子产品充电。目前比较常见的品牌及型号有微盟ME2108,远翔FP6115,富晶DW01+FS8205,HOLTEK,拓微TP4054.

3、贴片升压IC:移动电源电池的电压为3.7V,而输出电压则是5.0V,电力需要经过升压电路才能输出。在升压的过程中因为电路上发热损耗了部分电量,使实际输出的电量和电池输出的电量存在一定的差异,两者的比值叫做移动电源的转换率。目前国内技术转换效率高低不等,一般在75-85%.也有些实力较强的厂家采用成本较高的方案,自主研发电路设计,实际转换率能达到90%以上,当然随着技术的发展,这一转换率会越来越高。也有将2节电池串联成8.4V然后采取降压方式的,效率能做到95%左右,但对电芯的一致性要求高,安全性比较低,一旦出故障容易烧坏用户的手机等数码产品,所以很少有厂家采用。

移动电源系统商正加速导入大电流直流对直流(DC-DC)转换器。瞄准庞大的移动电源市场商机,思旺、远翔、微盟、ST、华润矽威和合泰等电源IC供应商,皆已着手开发或推出大电流DC-DC转换器,以帮助系统厂开发充电速度更快的移动电源产品。

在芯片方面,从能搜集到的信息来看,由于技术含量不高,一般一个8位MCU就能做主控芯片,加上充放电管理和升压模块,欧美大厂没有动用力量来发展这块市场的明显迹象。目前主要是台厂和国内新兴厂商涉足。从宣传上来看,台湾HOLTEK下的力气比较足。移动电源终端市场混乱,芯片领域也是花开百态,没有“我花开后百花杀”的霸主,国内厂商正是机会。

一个移动电源的好坏,除了PCB板,基本取决于电芯。

 

PT4105,华润矽威,大功率,LED,驱动IC,效率达90%

PT4105是由华润矽威科技最新研制、专门针对大功率LED照明驱动应用的固定频率电压模式降压集成电路,输入电压最高可达18V,内置功率MOS 管,输出电流最大可达1A,可在很宽的输入电压范围内驱动单颗1W(电流350mA)或3W(电流700mA)LED,或者各种大功率LED串/并联组合。

PT4105内部采用PWM控制,反馈电压仅为200mV,具有很高的转换效率,内含欠压锁定、过热保护、限流保护等功能,应用设计方便,外围电路简单,是多节电池供电手电筒、汽车辅助照明、家庭装饰照明、矿灯等应用的理想选择。PT4105采用SOIC8封装。

用PT4105实现的单颗1W大功率LED驱动方案,有效工作电压范围为5~18V,当输入电压为5~12V时,其转换效率在90%以上,当输入电压为12~18V时,其转换效率可在85%以上。用PT4105实现的单颗3W大功率LED驱动方案,有效工作电压范围为6~18V,其转换效率可在 85%以上。

白光LED驱动IC选择的重点

随着技术的发展, LED的功率在不断提高,然而成本却在不断降低,采用低成本、高可靠性的驱动电路才是保证超高亮度LED具有持久亮度的关键。根据高亮度LED大功率恒流驱动的特点,很多公司都推出了高亮度LED的专用驱动控制芯片,这些生产LED驱动IC的厂商包括ST、lnfinton(英飞凌)、思旺、晶丰明源、远翔、拓威、泉芯电子,华润矽威等。

与传统的照明灯相比,超高亮LED具有寿命长、可靠耐用、维护费用极为低的特点。目前的LED高效率现在已经可以达到201m/w以上。由于LED响应速度快(ns级),在汽车上安装高位LED刹车灯,可以减少汽车追尾事故的发生。尽管超高亮LED具有许多优点,但目前仍存在LED功率一般在5W以下,还没有出现, 更大功率的LED还很难成为照明的首选产品。同时还要考虑高功率LED需要考虑散热问题,结温过高会直接影响LED的寿命,并且会增大LED的光衰,情况严重的会将LED烧坏。除了以上的问题,虽然LED目前已被大多数人看好,但其高昂的价格难以被消费者接受。并且光有一颗好体质的超高亮LED并不能解决所有问题,选择适当的驱动芯片也有利于超高亮LED的普及与推广。

LED行业有人发现,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的可靠性、寿命和光衰。因此,超高亮LED通常采用恒流源驱动。恒流电源可消除正向电压变化所导致的电流变化。因此可产生恒定的LED亮度,无论正向电流如何变化。产生恒流电源很容易。只需要调整通过电流检测电阻器的电压,而不用调整电源的输出电压。以当前主要大功率IED驱动控制芯片性能比较,在应用大功率IED驱动控制芯片时,可以依据不同的应用场合进行选择:

A、当需要较高功率时可选择功率器件没有整合在芯片内的控制器,这样就可以按照实际的功率需求单独选择功率器件。
B、当需要较高的变换效率时,如便携式设备等,可选择开关电源类的驱动电路。
C、当应用在可靠性高的设备中,可选择具有温度保护、故障报警等控制功能全面的芯片。