LED驅動電源知識集錦,看你知道多少
發布時間:2013-04-03 責任編輯:hedyxing
【導讀】本文集錦了LED驅動電源設計及應用中的各種問題、方法及技巧,例如:LED驅動電源的分類、LED驅動電源的特點、確定LED驅動電源質量的七大原則、LED驅動電源常見難題解答以及LED驅動電源電路保護方法等,看看你知道多少?
什麼是LED驅動電源
LED驅動電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器,通常情況下:LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開關控製器、電感器、開關元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據不同場合要求、還要有輸入過壓保護電路、輸入欠壓保護電路,LED開路保護、過流保護等電路。

LED驅動電源
按驅動方式分類
(1)恒流式
恒heng流liu驅qu動dong電dian路lu輸shu出chu的de電dian流liu是shi恒heng定ding的de,而er輸shu出chu的de直zhi流liu電dian壓ya卻que隨sui著zhe負fu載zai阻zu值zhi的de大da小xiao不bu同tong在zai一yi定ding範fan圍wei內nei變bian化hua,負fu載zai阻zu值zhi小xiao,輸shu出chu電dian壓ya就jiu低di,負fu載zai阻zu值zhi越yue大da,輸shu出chu電dian壓ya也ye就jiu越yue高gao;
恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路;
恒流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高;
應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限製了LED的使用數量。
(2)穩壓式
當穩壓電路中的各項參數確定以後,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
穩壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路;
以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
亮度會受整流而來的電壓變化影響。
LED驅動電源的特點
(1)高可靠性
特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
(2) 高效率
LED是(shi)節(jie)能(neng)產(chan)品(pin),驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)要(yao)高(gao)。對(dui)於(yu)電(dian)源(yuan)安(an)裝(zhuang)在(zai)燈(deng)具(ju)內(nei)的(de)結(jie)散(san)熱(re)非(fei)常(chang)重(zhong)要(yao)。電(dian)源(yuan)的(de)效(xiao)率(lv)高(gao),它(ta)的(de)耗(hao)損(sun)功(gong)率(lv)小(xiao),在(zai)燈(deng)具(ju)內(nei)發(fa)熱(re)量(liang)就(jiu)小(xiao),也(ye)就(jiu)降(jiang)低(di)了(le)燈(deng)具(ju)的(de)溫(wen)升(sheng)。對(dui)延(yan)緩(huan)LED的光衰有利。
(3)高功率因素
功率因素是電網對負載的要求。一般70wayixiadejiayongdianqi,meiyouqiangzhixingzhibiao。suirangonglvbudadedangeyongdianqigonglvyinsudiyidianduidianwangdeyingxiangbuda,danwanshangshiyongzhaomingliangda,tongleifuzaitaijizhong,huiduidianwangchanshengjiaoyanzhongdewuran。duiyu30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方麵有一定的指標要求。
(4)驅動方式
現在通行的有兩種:其一是一個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶“改采用的驅動方式,LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內並存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方麵會較好。也許是以後的主流方向。
(5)浪湧保護
LED抗浪湧的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方麵的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由於電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網係統會侵入各種浪湧,有些浪湧會導致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅動電源在浪湧保護方麵應該有一定的欠缺,而至於電源及燈具頻繁更換,LED驅動電源要有抑製浪湧的侵入,保護LED不被損壞的能力。
(6)保護功能
電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高;要符合安規和電磁兼容的要求。
4、整體恒流和逐路恒流工作方式優缺點
與整體恒流相較,逐路恒流雖然缺點比較多,成本也比較高。但是它能真正的起到保護LED和延長LED的壽命,所以逐路恒流才是未來的趨勢。
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LED電源的不足
LED驅動電源目前存在不足的原因:
生產LEDzhaomingjixiangguanchanpindegongsidejishurenyuanduikaiguandianyuandelejiebugou,zuochudedianyuanshikeyizhengchanggongzuo,danyixieguanjianxingdepinggujidiancijianrongdekaolvbugou,haishiyouyidingdeyinhuan;
大部分LED電源生產企業都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源,對LED的特點及使用認識還不夠;
目前關於LED的標準幾乎沒有,大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準;
現在大部分LED電源沒有統一,所以量大部分都比較小。采購量小,價格就偏高,而且元器件供應商也不太配合;
LED電源的穩定性:寬電壓輸入,高溫和低溫工作,過溫、過壓保護等問題都沒有一一解決;
首先是驅動電路整體壽命,尤其是關鍵器件如:電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命;
是LED驅動器應挑戰更高的轉換效率,尤其是在驅動大功率LED時更是如此,因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散,電源轉換效率的過低,影響了LED節能效果的發揮;
目前在功率較小(1-5W)的應用場合,恒流驅動電源成本所占的比重已經接近1/3,已經接近了光源的成本,一定程度上影響了市場推廣。
LED驅動電源的兩大分類
LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器,通常情況下:LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。
由於各種規格不同的LED電源的性能和轉換效率各不相同,所以選擇合適、高效的LED專用電源,才能真正展露出LED光源高效能的特性。因為低效率的LED電源本身就需要消耗大量電能,所以在給LED供電的過程中就無法凸顯LED的節能特點。總之,LED電源在LED工作中的穩定性、節能性、壽命長短,具備重要的作用。
LED的電源有哪些分類呢?
一、LED電源按驅動方式可以分為兩大類:
A.穩壓式:
1、穩壓電路確定各項參數後,輸出的是固定電壓,輸出的電流卻隨著負載的增減而變化
2、穩壓電路雖然不怕負載開路,但是嚴禁負載完全短路
3、整流後的電壓變化會影響LED的亮度
4、要使每串以穩壓電路驅動LED顯示亮度均勻,需要加上合適的電阻才可以
B. 恒流式:
1、恒流驅動電路驅動LED是很理想的,缺點就是價格較高
2、恒流電路雖然不怕負載短路,但是嚴禁負載完全開路
3、恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定範圍內變化
4、 要限製LED的使用數量,因為它有最大承受電流及電壓值
LED電源按電路結構可以分為六類:
1、常規變壓器降壓:
這種電源的優點是體積小,不足之處是重量偏重、電源效率也很低,一般在45%~60%,因為可靠性不高,所以一般很少用。
2、電容降壓:
這種方式的LED電源容易受電網電壓波動的影響,電源效率低,不宜LED在閃動時使用,因為電路通過電容降壓,在閃動使用時,由於充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片。
3、電子變壓器降壓:
這種電源結構不足之處是轉換效率低,電壓範圍窄,一般180~240V,波紋幹擾大。
4、電阻降壓:
這(zhe)種(zhong)供(gong)電(dian)方(fang)式(shi)電(dian)源(yuan)效(xiao)率(lv)很(hen)低(di),而(er)且(qie)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)也(ye)較(jiao)低(di)。因(yin)為(wei)電(dian)路(lu)通(tong)過(guo)電(dian)阻(zu)降(jiang)壓(ya),受(shou)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)的(de)幹(gan)擾(rao)較(jiao)大(da),不(bu)容(rong)易(yi)做(zuo)成(cheng)穩(wen)壓(ya)電(dian)源(yuan),並(bing)且(qie)降(jiang)壓(ya)電(dian)阻(zu)本(ben)身(shen)還(hai)要(yao)消(xiao)耗(hao)很(hen)大(da)部(bu)分(fen)的(de)能(neng)量(liang)。
5、RCC降壓式開關電源:
這種方式的LED電源優點是穩壓範圍比較寬、電源效率比較高,一般可在70%~80%,應用較廣。缺點主要是開關頻率不易控製,負載電 壓波紋係數較大,異常情況負載適應性差。
6、PWM控製式開關電源:
目前來說,PWM控製方式設計的LED電源是比較理想的,因為這種開關電源的輸出電壓或電流都很穩定。電源轉換效率極高,一般都可以高達80%~90%,並且輸出電壓、電流十分穩定。這種方式的LED電源主要由四部分組成它們分別是:輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩壓控製部分、開關能量轉換部分。而且這種電路都有完善的保護措施,屬於高可靠性電源。
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LED驅動電源九大性能特點要求
據電網的用電規則和LED驅動電源的特性要求,在選擇和設計LED驅動電源時要考慮到以下九大性能特點要求:
1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
2.高效率 LED是節能產品,驅動電源的效率要高。對於電源安裝在燈具內的結構,尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內發熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素 功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦wa以yi下xia的de用yong電dian器qi,沒mei有you強qiang製zhi性xing指zhi標biao。雖sui然ran功gong率lv不bu大da的de單dan個ge用yong電dian器qi功gong率lv因yin素su低di一yi點dian對dui電dian網wang的de影ying響xiang不bu大da,但dan晚wan上shang大da家jia點dian燈deng,同tong類lei負fu載zai太tai集ji中zhong,會hui對dui電dian網wang產chan生sheng較jiao嚴yan重zhong的de汙wu染ran。對dui於yu30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方麵有一定的指標要求。
4.驅動方式 現在通行的有兩種:其一是一個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電,LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內並存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方麵會較好。也許是以後的主流方向。
5.浪湧保護 LED抗浪湧的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方麵的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由於電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網係統會侵入各種浪湧,有些浪湧會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑製浪湧的侵入,保護LED不被損壞的能力。
6.保護功能 電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。
7.防護方麵 燈具外安裝型,電源結構要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規和電磁兼容的要求。
隨著LED的應用日益廣泛,LED驅動電源的性能將越來越適合LED的要求。
確定LED驅動電源質量的七大原則
1、放棄4路以上輸出,發展單路或兩路輸出,放棄大電流和超大電流,發展小電流。
輸(shu)出(chu)路(lu)數(shu)越(yue)多(duo)越(yue)複(fu)雜(za),不(bu)同(tong)出(chu)路(lu)之(zhi)間(jian)的(de)電(dian)流(liu)幹(gan)擾(rao)解(jie)決(jue)起(qi)來(lai)成(cheng)本(ben)很(hen)高(gao),如(ru)不(bu)解(jie)決(jue)則(ze)故(gu)障(zhang)率(lv)較(jiao)高(gao)。另(ling)外(wai)輸(shu)出(chu)路(lu)數(shu)越(yue)多(duo)則(ze)總(zong)輸(shu)出(chu)電(dian)流(liu)也(ye)就(jiu)越(yue)大(da),而(er)電(dian)流(liu)是(shi)發(fa)熱(re)的(de)主(zhu)要(yao)原(yuan)因(yin),電(dian)壓(ya)本(ben)身(shen)不(bu)直(zhi)接(jie)導(dao)致(zhi)發(fa)熱(re),簡(jian)單(dan)來(lai)說(shuo)發(fa)熱(re)量(liang)與(yu)電(dian)流(liu)的(de)平(ping)方(fang)成(cheng)正(zheng)比(bi),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)電(dian)流(liu)增(zeng)加(jia)到(dao)原(yuan)來(lai)的(de)2倍的話,發熱量將增加到原來的4倍,電流增加到原來3倍,發熱量將增加到原來9倍。綜上所述,單路或兩路輸出的LED燈電源故障率會降低很多。
2、智能控製是LED燈具的優勢之一,而電源是智能控製的關鍵。
智能控製在LED路燈和LED隧道燈照明應用上條件最成熟效果最明顯,智能控製能在不同時間段、根(gen)據(ju)道(dao)路(lu)車(che)流(liu)密(mi)度(du)來(lai)實(shi)現(xian)燈(deng)具(ju)功(gong)率(lv)的(de)無(wu)級(ji)控(kong)製(zhi),既(ji)滿(man)足(zu)應(ying)用(yong)要(yao)求(qiu),又(you)實(shi)現(xian)巨(ju)大(da)的(de)節(jie)能(neng)效(xiao)果(guo),可(ke)以(yi)為(wei)公(gong)路(lu)主(zhu)管(guan)單(dan)位(wei)節(jie)省(sheng)大(da)量(liang)經(jing)費(fei)。在(zai)隧(sui)道(dao)照(zhao)明(ming)上(shang)的(de)應(ying)用(yong)不(bu)但(dan)可(ke)以(yi)節(jie)能(neng),還(hai)可(ke)以(yi)按(an)照(zhao)隧(sui)道(dao)外(wai)的(de)亮(liang)度(du)情(qing)況(kuang)自(zi)動(dong)調(tiao)節(jie)隧(sui)道(dao)出(chu)入(ru)口(kou)亮(liang)度(du),給(gei)司(si)機(ji)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)視(shi)覺(jiao)過(guo)度(du)階(jie)段(duan),以(yi)保(bao)證(zheng)駕(jia)駛(shi)安(an)全(quan)。
3、放棄大功率、超大功率,選擇較高穩定性的中小功率電源。
因yin為wei功gong率lv越yue大da,發fa熱re量liang越yue大da,裏li麵mian的de零ling部bu件jian也ye越yue緊jin湊cou,不bu利li於yu散san熱re,而er溫wen度du正zheng是shi電dian源yuan發fa生sheng故gu障zhang的de罪zui魁kui禍huo首shou。再zai者zhe,小xiao功gong率lv電dian源yuan相xiang對dui來lai說shuo發fa展zhan的de較jiao為wei成cheng熟shu,穩wen定ding性xing和he成cheng本ben方fang麵mian都dou有you優you勢shi。其qi實shi很hen多duo大da功gong率lv電dian源yuan方fang案an都dou沒mei有you經jing過guo時shi間jian驗yan證zheng及ji實shi踐jian證zheng明ming,都dou是shi匆cong匆cong上shang馬ma的de項xiang目mu,都dou是shi實shi驗yan性xing的de產chan品pin,因yin此ci故gu障zhang層ceng出chu不bu窮qiong。相xiang比bi之zhi下xia中zhong小xiao功gong率lv電dian源yuan因yin發fa展zhan較jiao早zao,技ji術shu方fang案an要yao成cheng熟shu的de多duo。
4、散熱和防護是電源故障的主要外部因素。
不bu僅jin電dian源yuan本ben身shen會hui發fa熱re,燈deng具ju也ye會hui發fa熱re,這zhe兩liang種zhong熱re源yuan如ru何he合he理li的de散san發fa出chu去qu是shi燈deng具ju設she計ji工gong程cheng師shi必bi須xu考kao慮lv的de問wen題ti,一yi定ding要yao防fang止zhi熱re量liang的de過guo度du集ji中zhong,形xing成cheng熱re島dao效xiao應ying,影ying響xiang電dian源yuan壽shou命ming。采cai用yong分fen離li式shi電dian源yuan方fang案an是shi一yi個ge好hao的de選xuan擇ze。
5、維護的可行性。
電dian源yuan的de故gu障zhang問wen題ti不bu可ke能neng完wan全quan避bi免mian,成cheng都dou朝chao月yue光guang電dian提ti出chu了le維wei護hu簡jian便bian性xing原yuan則ze。隻zhi有you把ba電dian源yuan的de更geng換huan做zuo的de跟gen常chang規gui照zhao明ming的de光guang源yuan的de更geng換huan那na麼me簡jian便bian時shi,才cai能neng是shi用yong戶hu用yong的de開kai心xin,即ji便bian是shi電dian源yuan壞huai了le,心xin情qing也ye不bu會hui太tai差cha,而er用yong戶hu的de心xin情qing好hao壞huai決jue定ding著zheLED燈廠家的命運。
6、防護性能。
防fang護hu問wen題ti也ye很hen重zhong要yao,水shui分fen的de滲shen透tou可ke能neng引yin起qi電dian源yuan的de短duan路lu,外wai殼ke上shang的de沙sha塵chen會hui影ying響xiang電dian源yuan的de散san熱re,暴bao曬shai則ze容rong易yi引yin起qi高gao溫wen和he電dian線xian及ji其qi他ta元yuan器qi件jian的de老lao化hua,從cong實shi際ji使shi用yong中zhong的de經jing驗yan來lai看kan,旋xuan轉zhuan接jie線xian插cha頭tou的de故gu障zhang率lv較jiao高gao,多duo數shu為wei漏lou水shui造zao成cheng故gu障zhang。
7、模塊化設計。
模(mo)塊(kuai)化(hua)設(she)計(ji)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)當(dang)今(jin)的(de)潮(chao)流(liu),必(bi)須(xu)在(zai)模(mo)塊(kuai)電(dian)源(yuan)一(yi)體(ti)化(hua)上(shang)想(xiang)辦(ban)法(fa),,如(ru)果(guo)電(dian)源(yuan)能(neng)用(yong)插(cha)拔(ba)的(de)方(fang)式(shi)解(jie)決(jue)維(wei)護(hu)問(wen)題(ti),一(yi)定(ding)會(hui)受(shou)到(dao)用(yong)戶(hu)的(de)歡(huan)迎(ying),同(tong)時(shi)還(hai)需(xu)建(jian)立(li)接(jie)口(kou)標(biao)準(zhun)化(hua),讓(rang)不(bu)同(tong)廠(chang)家(jia)的(de)LED燈電源能夠通用。
總結:LEDdengdianyuanzuihaocaiyongfentishisheji,tongshizhuzhongdianyuandekekaoxingyushouming,napazengjiayidianchengben,zhiyouzhanzaikehudejiaoduqushejichanpin,qiyecainengdedaochangjiudefazhan。
簡化LED設計的五大原則
芯片發熱
這主要針對內置電源調製器的高壓驅動芯片。假如芯片消耗的電流為2mA,300V的電壓加在芯片上麵,芯片的功耗為0.6W,當然會引起芯片的發熱。驅動芯片的最大電流來自於驅動功率MOS管的消耗,簡單的計算公式為I=cvf(考慮充電的電阻效益,實際I=2cvf,其中c為功率MOS管的cgs電容,v為功率管導通時的gate電壓,所以為了降低芯片的功耗,必須想辦法降低c、v和f.如果c、v和f不能改變,那麼請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入額外的功耗。再簡單一點,就是考慮更好的散熱吧。
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功率管發熱
關於這個問題,也見到過有人在論壇發過貼。功率管的功耗分成兩部分,開關損耗和導通損耗。要注意,大多數場合特別是LED市電驅動應用,開關損害要遠大於導通損耗。開關損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動能力和工作頻率有關,所以要解決功率管的發熱可以從以下幾個方麵解決:A、不能片麵根據導通電阻大小來選擇MOS功率管,因為內阻越小,cgs和cgd電容越大。如1N60的cgs為250pF左右,2N60的cgs為350pF左右,5N60的cgs為1200pF左右,差別太大了,選擇功率管時,夠用就可以了。B、剩sheng下xia的de就jiu是shi頻pin率lv和he芯xin片pian驅qu動dong能neng力li了le,這zhe裏li隻zhi談tan頻pin率lv的de影ying響xiang。頻pin率lv與yu導dao通tong損sun耗hao也ye成cheng正zheng比bi,所suo以yi功gong率lv管guan發fa熱re時shi,首shou先xian要yao想xiang想xiang是shi不bu是shi頻pin率lv選xuan擇ze的de有you點dian高gao。想xiang辦ban法fa降jiang低di頻pin率lv吧ba!不bu過guo要yao注zhu意yi,當dang頻pin率lv降jiang低di時shi,為wei了le得de到dao相xiang同tong的de負fu載zai能neng力li,峰feng值zhi電dian流liu必bi然ran要yao變bian大da或huo者zhe電dian感gan也ye變bian大da,這zhe都dou有you可ke能neng導dao致zhi電dian感gan進jin入ru飽bao和he區qu域yu。如ru果guo電dian感gan飽bao和he電dian流liu夠gou大da,可ke以yi考kao慮lv將jiangCCM(連續電流模式)改變成DCM(非連續電流模式),這樣就需要增加一個負載電容了。
工作頻率降頻
這個也是用戶在調試過程中比較常見的現象,降頻主要由兩個方麵導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、係統幹擾大。對於前者,注意不要將負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會高點。對於後者,可以嚐試以下幾個方麵:a、將最小電流設置的再小點;b、布線幹淨點,特別是sense這個關鍵路徑;c、將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;d、加RC低通濾波吧,這個影響有點不好,C的一致性不好,偏差有點大,不過對於照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處,隻有壞處,所以一定要解決。
電感或者變壓器的選擇
終於談到重點了,我還沒有入門,隻能瞎說點飽和的影響了。很多用戶反應,相同的驅動電路,用a生產的電感沒有問題,用b生產的電感電流就變小了。遇到這種情況,要看看電感電流波形。有的工程師沒有注意到這個現象,直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流,這樣做可能會嚴重影響LED的使用壽命。所以說,在設計前,合理的計算是必須的,如果理論計算的參數和調試參數差 的有點遠,要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時,L會變小,導致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那麼LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下,隻能看著光衰了。
LED電流大小
大家都知道LEDripple過大的話,LED壽命會受到影響,影響有多大,也沒見過哪個專家說過。以前問過LED廠這個數據,他們說30%以內都可以接受,不過後來沒有經過驗證。建議還是盡量控製小點。如果散熱解決的不好的話,LED一定要降額使用。也希望有專家能給個具體指標,要不然影響LED的推廣。
LED驅動電源電路的3種保護方法
1.保護LED電路中采用保險絲(管)
由於保險絲是一次性的,且反應速度慢,效果差、使用麻煩,所以保險絲不適宜用於LED燈成品中,因為LED燈現在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保護電路要很苛刻:在超出正常使用電流時能立即啟動保護,讓LED的供電通路就被斷開,使LED和電源都能得到保護,在整個燈正常後又能夠自動恢複供電,不影響LED工作。電路不能太複雜體積不能太大,成本還要低。所以采用保險絲的方式實現起來很困難。
2.使用瞬態電壓抑製二極體(簡稱TVS)
瞬態電壓抑製二極體是一種二極體形式的高效能保護器件。當它的兩極受到反向瞬態高能量衝擊時,能以10的負12次ci方fang秒miao極ji短duan時shi間jian的de速su度du,使shi自zi己ji兩liang極ji間jian的de高gao阻zu立li即ji降jiang低di為wei低di阻zu,吸xi收shou高gao達da數shu千qian瓦wa的de浪lang湧yong功gong率lv,把ba兩liang極ji間jian的de電dian壓ya鉗qian位wei元yuan在zai一yi個ge預yu定ding的de電dian壓ya值zhi,有you效xiao的de保bao護hu了le電dian子zi線xian路lu中zhong的de精jing密mi元yuan器qi件jian。瞬shun態tai電dian壓ya抑yi製zhi二er極ji體ti具ju有you回hui應ying時shi間jian快kuai、瞬態功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、鉗位元電壓較易控製、無損壞極限、體積小等優點。
但是在實際使用中發現要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。 LED光珠的損壞主要是因為電流過大使芯片內部過熱造成的。 TVS隻能探測過電壓不能探測過電流。要選擇合適的電壓保護點很難掌握,這種器件就無法生產也就很難在實際中使用。
3.選擇自恢複保險絲
自恢複保險絲又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC,是由聚合物與導電粒子等構成。在經過特殊加工後,導電粒子在聚合物中構成鏈狀導電通路。當正常工作電流通過(或元件處於正常環境溫度)時,PTC自恢複保險絲呈低阻狀態;當電路中有異常過電流通過(或環境溫度升高)時,大電流(或環境溫度升高)所產生的熱量使聚合物迅速膨脹,也就切斷了導電粒子所構成的導電通路,PTC自恢複保險絲呈高阻狀態;當電路中過電流(超溫狀態)消失後,聚合物冷卻LED驅動電源www.leadwayled.com,體積恢複正常,其中導電粒子又重新構成導電通路,PTCzihuifubaoxiansiyouchengchushidedizuzhuangtai。zaizhengchanggongzuozhuangtaizihuifubaoxianguandefarehenxiao,zaiyichanggongzuozhuangtaitadefarehengaozuzhijiuhenda,yejiuxianzhiletongguotadedianliu,congerqidaolebaohuzuoyong。zaijutidedianluzhong,keyixuanze:
①分路保護。一般LED燈是分成很多串接支路。我們可以在每個支路的前麵加一支PTC元件分別進行保護。這種方式的好處是精確性高,保護的可靠性好。
②總體保護。在所有光珠的前麵加接一支PTC元件,對整燈進行保護。這種方式的好處是簡單,不占體積。對於民用產品來說,這種保護在實際使用中的結果還是令人滿意的。
LED驅動電源常見難題
為了節能省電,LED得到了很大的推行,但LED都需求有個電源驅動,其好壞會直接影響LED的壽數,因而如何做好一個LED驅動電源是LED電源描繪者的重中之重。本文分析了一些LED驅動電源的難題,期望能夠對工程師供給一點協助。
1、驅動電路直接影響LED壽命
咱們所說的LED驅動包括數碼驅動和類推驅動兩類,數碼驅動指數字電路驅動,包括數字調光操控,RGB全彩變幻等。類推驅動指類推電路驅動,包括AC恒流開關電源,DC恒(heng)流(liu)操(cao)控(kong)電(dian)路(lu)。驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)由(you)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng),包(bao)括(kuo)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)件(jian),電(dian)阻(zu),電(dian)容(rong),電(dian)感(gan)等(deng),這(zhe)些(xie)元(yuan)件(jian)都(dou)有(you)運(yun)用(yong)壽(shou)數(shu),任(ren)何(he)一(yi)個(ge)器(qi)材(cai)失(shi)效(xiao)都(dou)會(hui)致(zhi)使(shi)整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)失(shi)效(xiao)或(huo)許(xu)有(you)些(xie)功(gong)用(yong)失(shi)效(xiao)。 LED的運用壽數是5-10萬小時,按5萬小時算,接連點亮,有近6年的壽數。開關電源的壽數是很難到達6年的,市麵上出售的開關電源質保期通常是2-3年,到達6年質保的電源是軍品級別的,價錢是通常電源的4-6倍,通常的燈具廠是很難承受的。所以LED燈具的毛病多為驅動電路毛病。
2、散熱難題
LED為(wei)冷(leng)光(guang)源(yuan),作(zuo)業(ye)結(jie)溫(wen)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)限(xian)值(zhi),描(miao)繪(hui)時(shi)還(hai)要(yao)留(liu)必(bi)定(ding)餘(yu)量(liang)。整(zheng)個(ge)燈(deng)具(ju)的(de)描(miao)繪(hui)要(yao)思(si)考(kao)外(wai)形(xing)漂(piao)亮(liang),裝(zhuang)置(zhi)便(bian)利(li),配(pei)光(guang),散(san)熱(re)等(deng)許(xu)多(duo)方(fang)麵(mian)難(nan)題(ti),要(yao)在(zai)許(xu)多(duo)要(yao)素(su)中(zhong)尋(xun)求(qiu)平(ping)衡(heng)點(dian),這(zhe)樣(yang)全(quan)體(ti)的(de)燈(deng)具(ju)才(cai)是(shi)最(zui)棒(bang)的(de).LED燈具的開展時刻不長,能夠學習的經曆不多,許多描繪都是不斷完善的。有些LED燈具廠家所用電源為外協或許外購,燈具描繪師對電源知道不多,給LEDdesanrekongjianjiaoda,geidianyuandesanrekongjianjiaoxiao。tongchangshimiaohuihaodengjuhouzaizhaoshiyidedianyuanlaipeitao,zheyangjiugeidianyuandepeitaodailaibidingdenandu。changchangpengdaoyindengjuneibukongjianjiaoxiaohuoxuneibuwendujiaogao,bingqiebenqiancaokongjiaodi,wufapeidaoshiyidianyuan。youxieLED燈具廠有電源研製才幹,在開端描繪燈具前期進行評價,電源的描繪同步進行,就能處理以上難題。在描繪中要歸納思考LED的散熱和電源的散熱,全體操控燈具的溫升,這樣才幹描繪出較好的燈具。
3、電源描繪中的難題
a,功率描繪。盡管LED光效高,可是還有80-85%的熱能損耗,致使燈具內部有20-30度的溫升,若是室溫25度狀況,燈具內部就有45-55度,電源長時刻在高溫環境下作業,要確保壽命就必須加大功率餘量,通常留到1.5-2倍的餘量。
b,元件選型。燈具內部溫度45-55度狀況下,電源內部溫升還有20度左右,則元件鄰近的溫度要到達65-75度。有些元件在高溫狀況參數會飄移,還有些壽命會縮短,所以器材要挑選能在較高溫度長時刻運用的,特別注意電解電容和導線。
C,電功能描繪。開關電源對準LED的參數描繪,主要是恒流參數,電流的巨細決議LED的亮度,若是批量電流差錯較大,則整批燈的亮度不均勻。並且溫度的改變也能致使電源輸出電流偏移。通常是批量差錯操控在+/-5%以內,才幹確保燈的亮度共同.LED的正向壓降有誤差,電源描繪的恒流電壓規模要包括LED的電壓規模。多個LED串chuan連lian運yun用yong時shi分fen,最zui小xiao壓ya降jiang乘cheng以yi串chuan連lian數shu量liang為wei下xia限xian電dian壓ya,最zui大da壓ya降jiang乘cheng以yi串chuan連lian數shu量liang為wei上shang限xian電dian壓ya,電dian源yuan的de恒heng流liu電dian壓ya規gui模mo要yao比bi這zhe個ge規gui模mo稍shao寬kuan些xie,通tong常chang上shang下xia限xian各ge留liu1-2V餘量。
d,PCB布板描繪.LED燈具留給電源的尺度較小(除非是電源外置的),所以在PCB描繪上需求較高,要思考的要素也多。安全間隔要留夠,需求輸入和輸出阻隔的電源,一次側電路和二次側電路需求耐壓1500-2000VAC,在PCB上至少要留夠3MM的(de)間(jian)隔(ge)。若(ruo)是(shi)是(shi)金(jin)屬(shu)外(wai)殼(ke)的(de)燈(deng)具(ju),則(ze)整(zheng)個(ge)電(dian)源(yuan)的(de)布(bu)板(ban)還(hai)要(yao)思(si)考(kao)高(gao)壓(ya)有(you)些(xie)和(he)外(wai)殼(ke)的(de)安(an)全(quan)間(jian)隔(ge)。若(ruo)是(shi)沒(mei)有(you)空(kong)間(jian)確(que)保(bao)安(an)全(quan)間(jian)隔(ge)狀(zhuang)況(kuang)下(xia)就(jiu)要(yao)運(yun)用(yong)其(qi)他(ta)辦(ban)法(fa)確(que)保(bao)絕(jue)緣(yuan),比(bi)如(ru)在(zai)PCBshangdakong,jiajueyuanzhi,guanfengjueyuanjiaodeng。biedebubanhaiyaosikaoreliangjunheng,fareyuanjianyaojunyunfenbu,bunenghuijifangzhi,fangzhibufenwendushenggao。dianjiedianrongyuanlireyuan,jianhuanlaohua,yanshenyunyongshoushu。
e,認證難題。目前國內還沒有對準LED燈具的規範,國家相關部分正在研討製定,國內出售的燈具認證是參照照明燈具的規範,外銷的是做CE或UL等認證,還有些參照國外的LED燈(deng)具(ju)規(gui)範(fan)來(lai)做(zuo)。所(suo)以(yi)對(dui)準(zhun)這(zhe)種(zhong)狀(zhuang)況(kuang),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)描(miao)繪(hui)要(yao)一(yi)起(qi)滿(man)意(yi)以(yi)上(shang)的(de)這(zhe)些(xie)規(gui)範(fan)是(shi)比(bi)擬(ni)艱(jian)難(nan)的(de),咱(zan)們(men)隻(zhi)能(neng)對(dui)準(zhun)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)需(xu)求(qiu)滿(man)意(yi)不(bu)一(yi)樣(yang)的(de)認(ren)證(zheng)。
4、運用參數。
外購電源在挑選上主要看恒流和恒流的電壓規模。恒流值挑選為LED的規範電流偏下。電壓規模的挑選要適中,盡量不要挑選較大規模,防止功率的糟蹋。
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