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解析LED照(zhào)明(míng)中的(de)LED驅動電源的(de)問題
發布者:bosheng 日期:2016-01-15
爲了(le)節能省電,LED得(de)到了(le)很大(dà)的(de)推廣,但LED都需要有個(gè)電源驅動,其好壞會直接影(yǐng)響LED的(de)壽命,因此如何做(zuò)好一個(gè)LED驅動電源是LED電源設計者的(de)重中之重。本文介紹了(le)一些LED驅動電源的(de)問題,希望能夠加深大(dà)家對(duì)LED驅動電源的(de)了(le)解。
1、驅動電路直接影(yǐng)響LED壽命
我們所說的(de)LED驅動包括數碼驅動和(hé)類比驅動兩類,數碼驅動指數字電路驅動,包括數字調光(guāng)控制,RGB全彩變幻等。類比驅動指類比電路驅動,包括AC恒流開關電源,DC恒流控制電路。驅動電路由電子元件組成,包括半導體元件,電阻,電容,電感等,這(zhè)些元件都有使用(yòng)壽命,任何一個(gè)器件失效都會導緻整個(gè)電路的(de)失效或者部分(fēn)功能失效。 LED的(de)使用(yòng)壽命是5-10萬小時(shí),按5萬小時(shí)算(suàn),連續點亮,有近6年的(de)壽命。開關電源的(de)壽命是很難達到6年的(de),市面上出售的(de)開關電源質保期一般是2-3年,達到6年質保的(de)電源是軍品級别的(de),價格是普通(tōng)電源的(de)4-6倍,一般的(de)燈具廠是很難接受的(de)。所以LED燈具的(de)故障多(duō)爲驅動電路故障。
2、散熱(rè)問題
LED爲冷(lěng)光(guāng)源,工作結溫不能超過限值,設計時(shí)還(hái)要留一定餘量。整個(gè)燈具的(de)設計要考慮外形美(měi)觀,安裝方便,配光(guāng),散熱(rè)等很多(duō)方面問題,要在衆多(duō)因素中尋求平衡點,這(zhè)樣整體的(de)燈具才是最好的(de).LED燈具的(de)發展時(shí)間不長(cháng),可(kě)以借鑒的(de)經驗不多(duō),很多(duō)設計都是不斷完善的(de)。有些LED燈具廠家所用(yòng)電源爲外協或者外購(gòu),燈具設計師對(duì)電源了(le)解不多(duō),給LED的(de)散熱(rè)空間較大(dà),給LED驅動電源的(de)散熱(rè)空間較小。一般是設計好燈具後再找合适的(de)電源來(lái)配套,這(zhè)樣就給電源的(de)配套帶來(lái)一定的(de)難度。經常碰到因燈具内部空間較小或者内部溫度較高(gāo),而且成本控制較低,無法配到合适電源。有些LED燈具廠有LED電源研發能力,在開始設計燈具初期進行評估,電源的(de)設計同步進行,就能解決以上問題。在設計中要綜合考慮LED的(de)散熱(rè)和(hé)電源的(de)散熱(rè),整體控制燈具的(de)溫升,這(zhè)樣才能設計出較好的(de)燈具。
3、電源設計中的(de)問題
A、功率設計。雖然LED光(guāng)效高(gāo),但是還(hái)有80-85%的(de)熱(rè)能損耗,緻使燈具内部有20-30度的(de)溫升,如果室溫25度情況,燈具内部就有45-55度,電源長(cháng)時(shí)間在高(gāo)溫環境下(xià)工作,要保證壽命就必須加大(dà)功率餘量,一般留到1.5-2倍的(de)餘量。
B、元件選型。燈具内部溫度45-55度情況下(xià),電源内部溫升還(hái)有20度左右,則元件附近的(de)溫度要達到65-75度。有些元件在高(gāo)溫情況參數會飄移,還(hái)有些壽命會縮短,所以器件要選擇能在較高(gāo)溫度長(cháng)時(shí)間使用(yòng)的(de),特别注意電解電容和(hé)導線。
C、電性能設計。開關電源針對(duì)LED的(de)參數設計,主要是恒流參數,電流的(de)大(dà)小決定LED的(de)亮度,如果批量電流誤差較大(dà),則整批燈的(de)亮度不均勻。而且溫度的(de)變化(huà)也(yě)能緻使電源輸出電流偏移。一般是批量誤差控制在+/-5%以内,才能保證燈的(de)亮度一緻.LED的(de)正向壓降有偏差,電源設計的(de)恒流電壓範圍要包含LED的(de)電壓範圍。多(duō)個(gè)LED串連使用(yòng)時(shí)候,最小壓降乘以串連數量爲下(xià)限電壓,最大(dà)壓降乘以串連數量爲上限電壓,電源的(de)恒流電壓範圍要比這(zhè)個(gè)範圍稍寬些,一般上下(xià)限各留1-2V餘量。
D、PCB布闆設計。LED燈具留給LED驅動電源的(de)尺寸較小(除非是電源外置的(de)),所以在PCB設計上要求較高(gāo),要考慮的(de)因素也(yě)多(duō)。安全距離要留夠,要求輸入和(hé)輸出隔離的(de)電源,一次側電路和(hé)二次側電路要求耐壓1500-2000VAC,在PCB上至少要留夠3MM的(de)距離。如果是金屬外殼的(de)燈具,則整個(gè)電源的(de)布闆還(hái)要考慮高(gāo)壓部分(fēn)和(hé)外殼的(de)安全距離。如果沒有空間保證安全距離情況下(xià)就要利用(yòng)其他(tā)措施保證絕緣,比如在PCB上打孔,加絕緣紙,灌封絕緣膠等。另外布闆還(hái)要考慮熱(rè)量均衡,發熱(rè)元件要均勻分(fēn)布,不能集中放置,避免局部溫度升高(gāo)。電解電容遠(yuǎn)離熱(rè)源,減緩老化(huà),延長(cháng)使用(yòng)壽命。
E、認證問題。目前國内還(hái)沒有針對(duì)LED燈具的(de)标準,國家相關部門正在研究制訂,國内銷售的(de)燈具認證是參照(zhào)照(zhào)明(míng)燈具的(de)标準,外銷的(de)是做(zuò)CE或UL等認證,還(hái)有些參照(zhào)國外的(de)LED燈具标準來(lái)做(zuò)。所以針對(duì)這(zhè)種情況,開關電源的(de)設計要同時(shí)滿足以上的(de)這(zhè)些标準是比較困難的(de),我們隻能針對(duì)不同的(de)要求滿足不同的(de)認證。
4、使用(yòng)參數
外購(gòu)電源在選擇上主要看恒流和(hé)恒流的(de)電壓範圍。恒流值選擇爲LED的(de)标準電流偏下(xià)。電壓範圍的(de)選擇要适中,盡量不要選擇較大(dà)範圍,避免功率的(de)浪費。
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