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    選擇LED驅動電源十大注意

     我是凡人不是仙 2011-11-02

           如何明智地選擇適合的LED驅動電源,是每位工程師都關心的問題。

      根據電網的用電的特點,LED特性的要求以及相關LED產品,考慮選擇LED驅動電源時要遵循三個總體原則:

      1、根據LED電流和電壓特點,比較理想的是恒流驅動。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動,同時恒定的電流使LED的亮度穩定。

      2、另外,LED光通量與溫度成反比,所以使用中應盡量減少電源用恒流發熱和設計良好的散熱系統。從而降低LED的工作的溫度。

      3、為了保證LED的整體壽命必須將LED的節溫控制在一定的范圍內。

      下面是選擇LED驅動電源的十大注意:

      1、高可靠性:LED產品主要是有LED芯片和電源,散熱外殼,控制電路等組成。其中LED電源的好壞直接影響了產品的好壞。特別是LED路燈產品,由于裝在高空,維修不方便且花費也大。

      2、高效率:LED是節能產品,驅動電源也要符合節能的要求。特別是電源安裝在燈具內的結構,更為重要。因為LE的發光效率隨著LED溫度的升高而下降。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。可延緩LED的光衰有利。

      3、恒流驅動方式:為了配合LED的VI特性,所以LED電源必須使用恒流驅動的方式。

      4、LED電源壽命:驅動電源的壽命盡最大努力與LED芯片的壽命相配合。

      5、溫度保護功能:電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED芯片溫度負反饋,防止LED芯片PN節溫度過高。

      6、浪涌保護:LED抗沖擊能力比較差,所以要加強這方面的保護。特別是一些裝在戶外的產品,由于電網負載的啟動和雷。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入,保護LED不被損壞的能力。
      7、工作環境:由于各個地方的環境的不同要著重考慮LED燈具所工作場所的環境如:溫度、濕度、安裝位置等。考慮到電源的工作方式,如果不加軟啟動電路,通電瞬間,輸出會有一個電壓尖峰。為更好的保護LED,所以需要加軟啟動電路。這一點正是驅動電源穩定性的一個關鍵因素。

      8、LED驅動電源的功率因數:功率因數的高低在同一產品大面積使用時差別很大,這也是節能產品考慮的關鍵點。

      9、設置限流:驅動源在驅動多路LED管芯時注意每路之間的串并聯的關系,除了恒流之外還要設置限流,預防不測發生。

      10、LED驅動電源最好選用無電解電容設計:在正常使用條件下電解電容是電路板上器件中壽命最短的器件,一般在額定溫度下5000小時左右的壽命,好的可以在10000小時,差的可能只有2000小時。目前,整個社會環境都在無原則的追求降低產品制造成本,所以,在沒有拿到比較高的價格時,選用好材料的機會不大。LED的壽命在散熱條件比較好時達到30000--50000小時是沒問題的。要想驅動源與光源壽命匹配,驅動源無電解電容是比較好的選擇。我們在井下隔爆型LED巷道燈中選擇設計無電解電容驅動源效果很好。

    從十大關鍵解析LED日光燈電源設計 

       LED日光燈照明市場比較活躍,LED驅動電源廠家主要分成3大類型:第一類是開發做LED芯片或LED燈的工廠,順勢向下游滲透;第二類是原來做是做普通照明的工廠;第三類是完全新開的工廠,他們以前做電源或其他產品或新創業。
     
    1、LED日光燈電源的工作電流是多少才是最合適呢?
     
      一般LED的額定工作電流20毫安培,有的工廠一開始就用到盡,設計20毫安培,實際上此電流下工作發熱很嚴重,經多次對比試驗,設計成17~19毫安培是比較理想的,推薦設計為18毫安培。
     
    2、LED日光燈電源的工作電壓是多少呢?
     
      一般LED的推薦工作電壓是3.0-3.5V,經測試,大部分工作在3.125V,所以按3.125V計算式比較合理的。M個燈珠串聯的總電壓=3.125*M
     
    3、LED燈板的串并聯與寬電壓要多寬呢?
     
      要使LED日光燈工作在輸入電壓范圍比較寬的范圍(全電壓)AC85~265V,則燈板的LED串并聯方式很重要。由于目前的電源一般為非隔離的降壓式電源,在要求寬電壓時,輸出電壓不要超過72V,輸入電壓范圍是可以到達85~265V的。也就是說,串聯數不超過23串。并聯數不要太多,否則工作電流太大,發熱嚴重,推薦為6并/8并/12并。總電流不超過240毫安培為好。還有一種寬電壓方案,就是先用L6561/7527把電壓抬高到400V,然后再降壓,相當于兩個開關電源,成本貴一倍,此方案性價比不高,沒有市場。
    圖題:從十大關鍵解析LED日光燈電源設計
    圖題:從十大關鍵解析LED日光燈電源設計
     
    4、LED日光燈電源為什么一定要恒流的呢?
     
      LED半導體的特性決定其受環境影響較大,譬如溫度升高,LED的電流會增加;電壓的增加,LED的電流也會增加。長期超過額定電流工作,會大大縮短LED的使用壽命。而LED恒流就是在溫度和電壓等環境因素變化時,確保其工作電流不變。
     
    5、LED日光燈電源要怎樣才可以與燈板匹配?
     
      一些客戶先設計燈板,再找電源,發現很難有合適的電源,要么電流太大,電壓太小(如I>350mA,V<40V);要么電流太小,電壓太高(如 I<40mA,V>180V),造成的結果是發熱嚴重,效率低,或者輸入電壓范圍不夠。其實,選擇一個最優良的串并接方式,加在每個LED上的電壓電流是一樣的,而電源的效果卻能發揮最好的性能。最好的方式是先和電源廠商溝通,量身定做。
     
    6、LED日光燈電源恒流精度多少才最合適?
     
      市場上有的電源的恒流精度太差,象市面上流行的PT4107/HV9910/BP2808/SMD802方案等恒流的方案,誤差達到±8%或±10%,恒流誤差太大。一般要求在±3%就可以了。按3%的誤差,6路并聯,每路的誤差約±0.5%,如果是12路并聯,每路的誤差約±0.25%,該精度足夠了。精度太高,成本會大大增加。而且對LED來講,17毫安培和17.5毫安培影響不大。
     
    7、LED的串并聯與PFC功率因素及寬電壓的關系是什么樣的?
     
      目前市場上的電源PFC有三種情況:一種是不帶PFC專用電路的,其PFC一般在0.65左右;一種是帶被動式PFC電路的,燈板匹配得好,PFC一般在 0.92左右;還用一種是用有源主動式7527/6561電路做的,PFC可以達到0.99,但這個方案的成本比第二種方案貴一倍。所以第二種方案的較多。對于被動式PFC電路:也叫做填谷式PFC電路,其工作電壓范圍是交流輸入電壓峰值的一半。如輸入是180V,其峰值是 180*1.414=254V,峰值電壓的一半是127V,再減去降壓式的壓差30V,其最大輸出是90V,所以LED燈珠串聯數最多28串。因此,要想得到比較大的功率因素,燈珠的串聯數不能太多,否則,就達不到低電壓的要求。
     
    8、LED日光燈電源效率
     
      輸出功率(輸出LED的電壓*輸出電流)。這個參數尤為重要,如果效率低就意味著輸入功率有很大一部分轉化為熱量散發出來;如果是裝在燈管內就會產生一個很高的溫度,再加上我們LED的一個光效比所散發熱量,就會疊加產生更高的溫度。而我們的電源內部所有電子零件的壽命都會隨溫度的上升而縮短。 所以說效率是決定電源壽命最根本的因子,效率不能太低,否則消耗在電源上的熱量太大。一般在80%以上就可以了,不過,效率與燈板的匹配接法有關。
     
    9、LED日光燈電源尺寸
     
      高度是限制的主要因素,一般用于T6管/T8的尺寸要求高度不能太高≤9毫米。T10管的高度≤15毫米。長度可以偏長,更易于散熱。
     
    10、隔離/非隔離
     
      一般隔離電源如做成15W,放在LED燈管內,其變壓器體積很大,很難放進去。尤其對T6/T8燈管,幾乎不可能的,所以隔離的一般只能做到15W,超過 15W的很少,并且價格很貴。所以,隔離的性價比不高,一般是非隔離的占主流較多,體積可以做得更小,最小可以做到高8毫米,實際上,非隔離的安全措施做好了,是不存在問題的。

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