什么是LED驅(qū)動(dòng)電源
LED驅(qū)動(dòng)電源把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)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(guān)控制器、電感器、開關(guān)元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據(jù)不同場(chǎng)合要求、還要有輸入過壓保護(hù)電路、輸入欠壓保護(hù)電路,LED開路保護(hù)、過流保護(hù)等電路。
LED驅(qū)動(dòng)電源
按驅(qū)動(dòng)方式分類
(1)恒流式
恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化,負(fù)載阻值小,輸出電壓就低,負(fù)載阻值越大,輸出電壓也就越高;
恒流電路不怕負(fù)載短路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路;
恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是較為理想的,但相對(duì)而言價(jià)格較高;
應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數(shù)量。
(2)穩(wěn)壓式
當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化;
穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路;
以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)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(huì)受整流而來的電壓變化影響。
LED驅(qū)動(dòng)電源的特點(diǎn)
(1)高可靠性
特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費(fèi)也大。
(2) 高效率
LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。
(3)高功率因素
功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的家用電器,沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大,但晚上使用照明量大,同類負(fù)載太集中,會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源,據(jù)說不久的將來,也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
(4)驅(qū)動(dòng)方式
現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,每個(gè)恒流源單獨(dú)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(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶“改采用的驅(qū)動(dòng)方式,LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),但靈活性差,還要解決某個(gè)LED故障,不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式,在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。
(5)浪涌保護(hù)
LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng),從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅(qū)動(dòng)電源在浪涌保護(hù)方面應(yīng)該有一定的欠缺,而至于電源及燈具頻繁更換,LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,保護(hù)LED不被損壞的能力。
(6)保護(hù)功能
電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,防止LED溫度過高;要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
4、整體恒流和逐路恒流工作方式優(yōu)缺點(diǎn)
與整體恒流相較,逐路恒流雖然缺點(diǎn)比較多,成本也比較高。但是它能真正的起到保護(hù)LED和延長(zhǎng)LED的壽命,所以逐路恒流才是未來的趨勢(shì)。
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LED電源的不足
LED驅(qū)動(dòng)電源目前存在不足的原因:
生產(chǎn)LED照明及相關(guān)產(chǎn)品的公司的技術(shù)人員對(duì)開關(guān)電源的了解不夠,做出的電源是可以正常工作,但一些關(guān)鍵性的評(píng)估及電磁兼容的考慮不夠,還是有一定得隱患;
大部分LED電源生產(chǎn)企業(yè)都是從普通的開關(guān)電源轉(zhuǎn)型過來做LED電源,對(duì)LED的特點(diǎn)及使用認(rèn)識(shí)還不夠;
目前關(guān)于LED的標(biāo)準(zhǔn)幾乎沒有,大部分都是參考開關(guān)電源和電子整流器的標(biāo)準(zhǔn);
現(xiàn)在大部分LED電源沒有統(tǒng)一,所以量大部分都比較小。采購(gòu)量小,價(jià)格就偏高,而且元器件供應(yīng)商也不太配合;
LED電源的穩(wěn)定性:寬電壓輸入,高溫和低溫工作,過溫、過壓保護(hù)等問題都沒有一一解決;
首先是驅(qū)動(dòng)電路整體壽命,尤其是關(guān)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(qū)動(dòng)器應(yīng)挑戰(zhàn)更高的轉(zhuǎn)換效率,尤其是在驅(qū)動(dòng)大功率LED時(shí)更是如此,因?yàn)樗形醋鳛楣廨敵龅墓β识甲鳛闊崃亢纳?,電源轉(zhuǎn)換效率的過低,影響了LED節(jié)能效果的發(fā)揮;
目前在功率較?。?-5W)的應(yīng)用場(chǎng)合,恒流驅(qū)動(dòng)電源成本所占的比重已經(jīng)接近1/3,已經(jīng)接近了光源的成本,一定程度上影響了市場(chǎng)推廣。
LED驅(qū)動(dòng)電源的兩大分類
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。
由于各種規(guī)格不同的LED電源的性能和轉(zhuǎn)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?yàn)榈托实腖ED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(jié)能特點(diǎn)??傊琇ED電源在LED工作中的穩(wěn)定性、節(jié)能性、壽命長(zhǎng)短,具備重要的作用。
LED的電源有哪些分類呢?
一、LED電源按驅(qū)動(dòng)方式可以分為兩大類:
A.穩(wěn)壓式:
1、穩(wěn)壓電路確定各項(xiàng)參數(shù)后,輸出的是固定電壓,輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化
2、穩(wěn)壓電路雖然不怕負(fù)載開路,但是嚴(yán)禁負(fù)載完全短路
3、整流后的電壓變化會(huì)影響LED的亮度
4、要使每串以穩(wěn)壓電路驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是很理想的,缺點(diǎn)就是價(jià)格較高
2、恒流電路雖然不怕負(fù)載短路,但是嚴(yán)禁負(fù)載完全開路
3、恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化
4、 要限制LED的使用數(shù)量,因?yàn)樗凶畲蟪惺茈娏骷半妷褐?br />
LED電源按電路結(jié)構(gòu)可以分為六類:
1、常規(guī)變壓器降壓:
這種電源的優(yōu)點(diǎn)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?yàn)榭煽啃圆桓撸砸话愫苌儆谩?br />
2、電容降壓:
這種方式的LED電源容易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響,電源效率低,不宜LED在閃動(dòng)時(shí)使用,因?yàn)殡娐吠ㄟ^電容降壓,在閃動(dòng)使用時(shí),由于充放電的作用,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(jié)構(gòu)不足之處是轉(zhuǎn)換效率低,電壓范圍窄,一般180~240V,波紋干擾大。
4、電阻降壓:
這種供電方式電源效率很低,而且系統(tǒng)的可靠也較低。因?yàn)殡娐吠ㄟ^電阻降壓,受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大,不容易做成穩(wěn)壓電源,并且降壓電阻本身還要消耗很大部分的能量。
5、RCC降壓式開關(guān)電源:
這種方式的LED電源優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可在70%~80%,應(yīng)用較廣。缺點(diǎn)主要是開關(guān)頻率不易控制,負(fù)載電 壓波紋系數(shù)較大,異常情況負(fù)載適應(yīng)性差。
6、PWM控制式開關(guān)電源:
目前來說,PWM控制方式設(shè)計(jì)的LED電源是比較理想的,因?yàn)檫@種開關(guān)電源的輸出電壓或電流都很穩(wěn)定。電源轉(zhuǎn)換效率極高,一般都可以高達(dá)80%~90%,并且輸出電壓、電流十分穩(wěn)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(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。而且這種電路都有完善的保護(hù)措施,屬于高可靠性電源。
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LED驅(qū)動(dòng)電源九大性能特點(diǎn)要求
據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求,在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下九大性能特點(diǎn)要求:
1.高可靠性 特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費(fèi)也大。
2.高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),尤為重要。因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)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(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素 功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點(diǎn)燈,同類負(fù)載太集中,會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源,據(jù)說不久的將來,也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4.驅(qū)動(dòng)方式 現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,每個(gè)恒流源單獨(dú)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(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),但靈活性差,還要解決某個(gè)LED故障,不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式,在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護(hù) LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng),從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,保護(hù)LED不被損壞的能力。
6.保護(hù)功能 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,防止LED溫度過高。
7.防護(hù)方面 燈具外安裝型,電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
隨著LED的應(yīng)用日益廣泛,LED驅(qū)動(dòng)電源的性能將越來越適合LED的要求。
確定LED驅(qū)動(dòng)電源質(zhì)量的七大原則
1、放棄4路以上輸出,發(fā)展單路或兩路輸出,放棄大電流和超大電流,發(fā)展小電流。
輸出路數(shù)越多越復(fù)雜,不同出路之間的電流干擾解決起來成本很高,如不解決則故障率較高。另外輸出路數(shù)越多則總輸出電流也就越大,而電流是發(fā)熱的主要原因,電壓本身不直接導(dǎo)致發(fā)熱,簡(jiǎn)單來說發(fā)熱量與電流的平方成正比,也就是說電流增加到原來的2倍的話,發(fā)熱量將增加到原來的4倍,電流增加到原來3倍,發(fā)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(huì)降低很多。
2、智能控制是LED燈具的優(yōu)勢(shì)之一,而電源是智能控制的關(guān)鍵。
智能控制在LED路燈和LED隧道燈照明應(yīng)用上條件最成熟效果最明顯,智能控制能在不同時(shí)間段、根據(jù)道路車流密度來實(shí)現(xiàn)燈具功率的無級(jí)控制,既滿足應(yīng)用要求,又實(shí)現(xiàn)巨大的節(jié)能效果,可以為公路主管單位節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)。在隧道照明上的應(yīng)用不但可以節(jié)能,還可以按照隧道外的亮度情況自動(dòng)調(diào)節(jié)隧道出入口亮度,給司機(jī)提供一個(gè)視覺過度階段,以保證駕駛安全。
3、放棄大功率、超大功率,選擇較高穩(wěn)定性的中小功率電源。
因?yàn)楣β试酱?,發(fā)熱量越大,里面的零部件也越緊湊,不利于散熱,而溫度正是電源發(fā)生故障的罪魁禍?zhǔn)?。再者,小功率電源相?duì)來說發(fā)展的較為成熟,穩(wěn)定性和成本方面都有優(yōu)勢(shì)。其實(shí)很多大功率電源方案都沒有經(jīng)過時(shí)間驗(yàn)證及實(shí)踐證明,都是匆匆上馬的項(xiàng)目,都是實(shí)驗(yàn)性的產(chǎn)品,因此故障層出不窮。相比之下中小功率電源因發(fā)展較早,技術(shù)方案要成熟的多。
4、散熱和防護(hù)是電源故障的主要外部因素。
不僅電源本身會(huì)發(fā)熱,燈具也會(huì)發(fā)熱,這兩種熱源如何合理的散發(fā)出去是燈具設(shè)計(jì)工程師必須考慮的問題,一定要防止熱量的過度集中,形成熱島效應(yīng),影響電源壽命。采用分離式電源方案是一個(gè)好的選擇。
5、維護(hù)的可行性。
電源的故障問題不可能完全避免,成都朝月光電提出了維護(hù)簡(jiǎn)便性原則。只有把電源的更換做的跟常規(guī)照明的光源的更換那么簡(jiǎn)便時(shí),才能是用戶用的開心,即便是電源壞了,心情也不會(huì)太差,而用戶的心情好壞決定著LED燈廠家的命運(yùn)。
6、防護(hù)性能。
防護(hù)問題也很重要,水分的滲透可能引起電源的短路,外殼上的沙塵會(huì)影響電源的散熱,暴曬則容易引起高溫和電線及其他元器件的老化,從實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)來看,旋轉(zhuǎn)接線插頭的故障率較高,多數(shù)為漏水造成故障。
7、模塊化設(shè)計(jì)。
模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)今的潮流,必須在模塊電源一體化上想辦法,,如果電源能用插拔的方式解決維護(hù)問題,一定會(huì)受到用戶的歡迎,同時(shí)還需建立接口標(biāo)準(zhǔn)化,讓不同廠家的LED燈電源能夠通用。
總結(jié):LED燈電源最好采用分體式設(shè)計(jì),同時(shí)注重電源的可靠性與壽命,哪怕增加一點(diǎn)成本,只有站在客戶的角度去設(shè)計(jì)產(chǎn)品,企業(yè)才能得到長(zhǎng)久的發(fā)展。
簡(jiǎn)化LED設(shè)計(jì)的五大原則
芯片發(fā)熱
這主要針對(duì)內(nèi)置電源調(diào)制器的高壓驅(qū)動(dòng)芯片。假如芯片消耗的電流為2mA,300V的電壓加在芯片上面,芯片的功耗為0.6W,當(dāng)然會(huì)引起芯片的發(fā)熱。驅(qū)動(dòng)芯片的最大電流來自于驅(qū)動(dòng)功率MOS管的消耗,簡(jiǎn)單的計(jì)算公式為I=cvf(考慮充電的電阻效益,實(shí)際I=2cvf,其中c為功率MOS管的cgs電容,v為功率管導(dǎo)通時(shí)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,那么請(qǐng)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(jiǎn)單一點(diǎn),就是考慮更好的散熱吧。
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功率管發(fā)熱
關(guān)于這個(gè)問題,也見到過有人在論壇發(fā)過貼。功率管的功耗分成兩部分,開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。要注意,大多數(shù)場(chǎng)合特別是LED市電驅(qū)動(dòng)應(yīng)用,開關(guān)損害要遠(yuǎn)大于導(dǎo)通損耗。開關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅(qū)動(dòng)能力和工作頻率有關(guān),所以要解決功率管的發(fā)熱可以從以下幾個(gè)方面解決:A、不能片面根據(jù)導(dǎo)通電阻大小來選擇MOS功率管,因?yàn)閮?nèi)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(shí),夠用就可以了。B、剩下的就是頻率和芯片驅(qū)動(dòng)能力了,這里只談?lì)l率的影響。頻率與導(dǎo)通損耗也成正比,所以功率管發(fā)熱時(shí),首先要想想是不是頻率選擇的有點(diǎn)高。想辦法降低頻率吧!不過要注意,當(dāng)頻率降低時(shí),為了得到相同的負(fù)載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導(dǎo)致電感進(jìn)入飽和區(qū)域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮將CCM(連續(xù)電流模式)改變成DCM(非連續(xù)電流模式),這樣就需要增加一個(gè)負(fù)載電容了。
工作頻率降頻
這個(gè)也是用戶在調(diào)試過程中比較常見的現(xiàn)象,降頻主要由兩個(gè)方面導(dǎo)致。輸入電壓和負(fù)載電壓的比例小、系統(tǒng)干擾大。對(duì)于前者,注意不要將負(fù)載電壓設(shè)置的太高,雖然負(fù)載電壓高,效率會(huì)高點(diǎn)。對(duì)于后者,可以嘗試以下幾個(gè)方面:a、將最小電流設(shè)置的再小點(diǎn);b、布線干凈點(diǎn),特別是sense這個(gè)關(guān)鍵路徑;c、將電感選擇的小點(diǎn)或者選用閉合磁路的電感;d、加RC低通濾波吧,這個(gè)影響有點(diǎn)不好,C的一致性不好,偏差有點(diǎn)大,不過對(duì)于照明來說應(yīng)該夠了。無論如何降頻沒有好處,只有壞處,所以一定要解決。
電感或者變壓器的選擇
終于談到重點(diǎn)了,我還沒有入門,只能瞎說點(diǎn)飽和的影響了。很多用戶反應(yīng),相同的驅(qū)動(dòng)電路,用a生產(chǎn)的電感沒有問題,用b生產(chǎn)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(gè)現(xiàn)象,直接調(diào)節(jié)sense電阻或者工作頻率達(dá)到需要的電流,這樣做可能會(huì)嚴(yán)重影響LED的使用壽命。所以說,在設(shè)計(jì)前,合理的計(jì)算是必須的,如果理論計(jì)算的參數(shù)和調(diào)試參數(shù)差 的有點(diǎn)遠(yuǎn),要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時(shí),L會(huì)變小,導(dǎo)致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那么LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下,只能看著光衰了。
LED電流大小
大家都知道LEDripple過大的話,LED壽命會(huì)受到影響,影響有多大,也沒見過哪個(gè)專家說過。以前問過LED廠這個(gè)數(shù)據(jù),他們說30%以內(nèi)都可以接受,不過后來沒有經(jīng)過驗(yàn)證。建議還是盡量控制小點(diǎn)。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(gè)具體指標(biāo),要不然影響LED的推廣。
LED驅(qū)動(dòng)電源電路的3種保護(hù)方法
1.保護(hù)LED電路中采用保險(xiǎn)絲(管)
由于保險(xiǎn)絲是一次性的,且反應(yīng)速度慢,效果差、使用麻煩,所以保險(xiǎn)絲不適宜用于LED燈成品中,因?yàn)長(zhǎng)ED燈現(xiàn)在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保護(hù)電路要很苛刻:在超出正常使用電流時(shí)能立即啟動(dòng)保護(hù),讓LED的供電通路就被斷開,使LED和電源都能得到保護(hù),在整個(gè)燈正常后又能夠自動(dòng)恢復(fù)供電,不影響LED工作。電路不能太復(fù)雜體積不能太大,成本還要低。所以采用保險(xiǎn)絲的方式實(shí)現(xiàn)起來很困難。
2.使用瞬態(tài)電壓抑制二極體(簡(jiǎn)稱TVS)
瞬態(tài)電壓抑制二極體是一種二極體形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),能以10的負(fù)12次方秒極短時(shí)間的速度,使自己兩極間的高阻立即降低為低阻,吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率,把兩極間的電壓鉗位元在一個(gè)預(yù)定的電壓值,有效的保護(hù)了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極體具有回應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、鉗位元電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
但是在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)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?yàn)殡娏鬟^大使芯片內(nèi)部過熱造成的。 TVS只能探測(cè)過電壓不能探測(cè)過電流。要選擇合適的電壓保護(hù)點(diǎn)很難掌握,這種器件就無法生產(chǎn)也就很難在實(shí)際中使用。
3.選擇自恢復(fù)保險(xiǎn)絲
自恢復(fù)保險(xiǎn)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(dǎo)電粒子等構(gòu)成。在經(jīng)過特殊加工后,導(dǎo)電粒子在聚合物中構(gòu)成鏈狀導(dǎo)電通路。當(dāng)正常工作電流通過(或元件處于正常環(huán)境溫度)時(shí),PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈低阻狀態(tài);當(dāng)電路中有異常過電流通過(或環(huán)境溫度升高)時(shí),大電流(或環(huán)境溫度升高)所產(chǎn)生的熱量使聚合物迅速膨脹,也就切斷了導(dǎo)電粒子所構(gòu)成的導(dǎo)電通路,PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈高阻狀態(tài);當(dāng)電路中過電流(超溫狀態(tài))消失后,聚合物冷卻LED驅(qū)動(dòng)電源www.leadwayled.com,體積恢復(fù)正常,其中導(dǎo)電粒子又重新構(gòu)成導(dǎo)電通路,PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲又呈初始的低阻狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)自恢復(fù)保險(xiǎn)管的發(fā)熱很小,在異常工作狀態(tài)它的發(fā)熱很高阻值就很大,也就限制了通過它的電流,從而起到了保護(hù)作用。在具體的電路中,可以選擇:
①分路保護(hù)。一般LED燈是分成很多串接支路。我們可以在每個(gè)支路的前面加一支PTC元件分別進(jìn)行保護(hù)。這種方式的好處是精確性高,保護(hù)的可靠性好。
②總體保護(hù)。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,對(duì)整燈進(jìn)行保護(hù)。這種方式的好處是簡(jiǎn)單,不占體積。對(duì)于民用產(chǎn)品來說,這種保護(hù)在實(shí)際使用中的結(jié)果還是令人滿意的。
LED驅(qū)動(dòng)電源常見難題
為了節(jié)能省電,LED得到了很大的推行,但LED都需求有個(gè)電源驅(qū)動(dòng),其好壞會(huì)直接影響LED的壽數(shù),因而如何做好一個(gè)LED驅(qū)動(dòng)電源是LED電源描繪者的重中之重。本文分析了一些LED驅(qū)動(dòng)電源的難題,期望能夠?qū)こ處煿┙o一點(diǎn)協(xié)助。
1、驅(qū)動(dòng)電路直接影響LED壽命
咱們所說的LED驅(qū)動(dòng)包括數(shù)碼驅(qū)動(dòng)和類推驅(qū)動(dòng)兩類,數(shù)碼驅(qū)動(dòng)指數(shù)字電路驅(qū)動(dòng),包括數(shù)字調(diào)光操控,RGB全彩變幻等。類推驅(qū)動(dòng)指類推電路驅(qū)動(dòng),包括AC恒流開關(guān)電源,DC恒流操控電路。驅(qū)動(dòng)電路由電子元件組成,包括半導(dǎo)體元件,電阻,電容,電感等,這些元件都有運(yùn)用壽數(shù),任何一個(gè)器材失效都會(huì)致使整個(gè)電路的失效或許有些功用失效。 LED的運(yùn)用壽數(shù)是5-10萬小時(shí),按5萬小時(shí)算,接連點(diǎn)亮,有近6年的壽數(shù)。開關(guān)電源的壽數(shù)是很難到達(dá)6年的,市面上出售的開關(guān)電源質(zhì)保期通常是2-3年,到達(dá)6年質(zhì)保的電源是軍品級(jí)別的,價(jià)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(qū)動(dòng)電路毛病。
2、散熱難題
LED為冷光源,作業(yè)結(jié)溫不能超過限值,描繪時(shí)還要留必定余量。整個(gè)燈具的描繪要思考外形漂亮,裝置便利,配光,散熱等許多方面難題,要在許多要素中尋求平衡點(diǎn),這樣全體的燈具才是最棒的.LED燈具的開展時(shí)刻不長(zhǎng),能夠?qū)W習(xí)的經(jīng)歷不多,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(xié)或許外購(gòu),燈具描繪師對(duì)電源知道不多,給LED的散熱空間較大,給電源的散熱空間較小。通常是描繪好燈具后再找適宜的電源來配套,這樣就給電源的配套帶來必定的難度。常常碰到因燈具內(nèi)部空間較小或許內(nèi)部溫度較高,并且本錢操控較低,無法配到適宜電源。有些LED燈具廠有電源研制才干,在開端描繪燈具前期進(jìn)行評(píng)價(jià),電源的描繪同步進(jìn)行,就能處理以上難題。在描繪中要?dú)w納思考LED的散熱和電源的散熱,全體操控?zé)艟叩臏厣@樣才干描繪出較好的燈具。
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(nèi)部有20-30度的溫升,若是室溫25度狀況,燈具內(nèi)部就有45-55度,電源長(zhǎng)時(shí)刻在高溫環(huán)境下作業(yè),要確保壽命就必須加大功率余量,通常留到1.5-2倍的余量。
b,元件選型。燈具內(nèi)部溫度45-55度狀況下,電源內(nèi)部溫升還有20度左右,則元件鄰近的溫度要到達(dá)65-75度。有些元件在高溫狀況參數(shù)會(huì)飄移,還有些壽命會(huì)縮短,所以器材要挑選能在較高溫度長(zhǎng)時(shí)刻運(yùn)用的,特別注意電解電容和導(dǎo)線。
C,電功能描繪。開關(guān)電源對(duì)準(zhǔn)LED的參數(shù)描繪,主要是恒流參數(shù),電流的巨細(xì)決議LED的亮度,若是批量電流差錯(cuò)較大,則整批燈的亮度不均勻。并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(cuò)操控在+/-5%以內(nèi),才干確保燈的亮度共同.LED的正向壓降有誤差,電源描繪的恒流電壓規(guī)模要包括LED的電壓規(guī)模。多個(gè)LED串連運(yùn)用時(shí)分,最小壓降乘以串連數(shù)量為下限電壓,最大壓降乘以串連數(shù)量為上限電壓,電源的恒流電壓規(guī)模要比這個(gè)規(guī)模稍寬些,通常上下限各留1-2V余量。
d,PCB布板描繪.LED燈具留給電源的尺度較?。ǔ鞘请娫赐庵玫模栽赑CB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(cè)電路和二次側(cè)電路需求耐壓1500-2000VAC,在PCB上至少要留夠3MM的間隔。若是是金屬外殼的燈具,則整個(gè)電源的布板還要思考高壓有些和外殼的安全間隔。若是沒有空間確保安全間隔狀況下就要運(yùn)用其他辦法確保絕緣,比如在PCB上打孔,加絕緣紙,灌封絕緣膠等。別的布板還要思考熱量均衡,發(fā)熱元件要均勻分布,不能會(huì)集放置,防止部分溫度升高。電解電容遠(yuǎn)離熱源,減緩老化,延伸運(yùn)用壽數(shù)。
e,認(rèn)證難題。目前國(guó)內(nèi)還沒有對(duì)準(zhǔn)LED燈具的規(guī)范,國(guó)家相關(guān)部分正在研討制定,國(guó)內(nèi)出售的燈具認(rèn)證是參照照明燈具的規(guī)范,外銷的是做CE或UL等認(rèn)證,還有些參照國(guó)外的LED燈具規(guī)范來做。所以對(duì)準(zhǔn)這種狀況,開關(guān)電源的描繪要一起滿意以上的這些規(guī)范是比擬艱難的,咱們只能對(duì)準(zhǔn)不一樣的需求滿意不一樣的認(rèn)證。
4、運(yùn)用參數(shù)。
外購(gòu)電源在挑選上主要看恒流和恒流的電壓規(guī)模。恒流值挑選為L(zhǎng)ED的規(guī)范電流偏下。電壓規(guī)模的挑選要適中,盡量不要挑選較大規(guī)模,防止功率的糟蹋。