【導讀】本文集錦了LED驅動(dòng)電源設計及應用中的各種問(wèn)題、方法及技巧,例如:LED驅動(dòng)電源的分類(lèi)、LED驅動(dòng)電源的特點(diǎn)、確定LED驅動(dòng)電源質(zhì)量的七大原則、LED驅動(dòng)電源常見(jiàn)難題解答以及LED驅動(dòng)電源電路保護方法等,看看你知道多少?
什么是LED驅動(dòng)電源
LED驅動(dòng)電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉換器,通常情況下:LED驅動(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驅動(dòng)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(kāi)關(guān)控制器、電感器、開(kāi)關(guān)元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據不同場(chǎng)合要求、還要有輸入過(guò)壓保護電路、輸入欠壓保護電路,LED開(kāi)路保護、過(guò)流保護等電路。

LED驅動(dòng)電源
按驅動(dòng)方式分類(lèi)
(1)恒流式
恒流驅動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著(zhù)負載阻值的大小不同在一定范圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開(kāi)路;
恒流驅動(dòng)電路驅動(dòng)LED是較為理想的,但相對而言?xún)r(jià)格較高;
應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數量。
(2)穩壓式
當穩壓電路中的各項參數確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著(zhù)負載的增減而變化;
穩壓電路不怕負載開(kāi)路,但嚴禁負載完全短路;
以穩壓驅動(dòng)電路驅動(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(lái)的電壓變化影響。
LED驅動(dòng)電源的特點(diǎn)
(1)高可靠性
特別像LED路燈的驅動(dòng)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(chǎn)品,驅動(dòng)電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內發(fā)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(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的家用電器,沒(méi)有強制性指標。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大,但晚上使用照明量大,同類(lèi)負載太集中,會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動(dòng)電源,據說(shuō)不久的將來(lái),也許會(huì )對功率因素方面有一定的指標要求。
(4)驅動(dòng)方式
現在通行的有兩種: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“改采用的驅動(dòng)方式,LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。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運行的問(wèn)題。這兩種形式,在一段時(shí)間內并存。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
LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶(hù)外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應,從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅動(dòng)電源在浪涌保護方面應該有一定的欠缺,而至于電源及燈具頻繁更換,LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,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(guò)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(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LED和延長(cháng)LED的壽命,所以逐路恒流才是未來(lái)的趨勢。
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LED電源的不足
LED驅動(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)人員對開(kāi)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(kāi)關(guān)電源轉型過(guò)來(lái)做LED電源,對LED的特點(diǎn)及使用認識還不夠;
目前關(guān)于LED的標準幾乎沒(méi)有,大部分都是參考開(kāi)關(guān)電源和電子整流器的標準;
現在大部分LED電源沒(méi)有統一,所以量大部分都比較小。采購量小,價(jià)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(guò)溫、過(guò)壓保護等問(wèn)題都沒(méi)有一一解決;
首先是驅動(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驅動(dòng)器應挑戰更高的轉換效率,尤其是在驅動(dòng)大功率LED時(shí)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(guò)低,影響了LED節能效果的發(fā)揮;
目前在功率較?。?-5W)的應用場(chǎng)合,恒流驅動(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驅動(dòng)電源的兩大分類(lèi)
LED驅動(dòng)電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉換器,通常情況下:LED驅動(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驅動(dòng)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。
由于各種規格不同的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(zhuān)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(guò)程中就無(wú)法凸顯LED的節能特點(diǎn)??傊?,LED電源在LED工作中的穩定性、節能性、壽命長(cháng)短,具備重要的作用。
LED的電源有哪些分類(lèi)呢?
一、LED電源按驅動(dòng)方式可以分為兩大類(lèi):
A.穩壓式:
1、穩壓電路確定各項參數后,輸出的是固定電壓,輸出的電流卻隨著(zhù)負載的增減而變化
2、穩壓電路雖然不怕負載開(kāi)路,但是嚴禁負載完全短路
3、整流后的電壓變化會(huì )影響LED的亮度
4、要使每串以穩壓電路驅動(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、恒流驅動(dòng)電路驅動(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載短路,但是嚴禁負載完全開(kāi)路
3、恒流驅動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著(zhù)負載阻值的大小不同在一定范圍內變化
4、 要限制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(lèi):
1、常規變壓器降壓:
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(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,因為電路通過(guò)電容降壓,在閃動(dòng)使用時(shí),由于充放電的作用,通過(guò)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,而且系統的可靠也較低。因為電路通過(guò)電阻降壓,受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大,不容易做成穩壓電源,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(kāi)關(guān)電源:
這種方式的LED電源優(yōu)點(diǎn)是穩壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可在70%~80%,應用較廣。缺點(diǎn)主要是開(kāi)關(guān)頻率不易控制,負載電 壓波紋系數較大,異常情況負載適應性差。
6、PWM控制式開(kāi)關(guān)電源:
目前來(lái)說(shuō),PWM控制方式設計的LED電源是比較理想的,因為這種開(kāi)關(guān)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%,并且輸出電壓、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穩壓控制部分、開(kāi)關(guān)能量轉換部分。而且這種電路都有完善的保護措施,屬于高可靠性電源。
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LED驅動(dòng)電源九大性能特點(diǎn)要求
據電網(wǎng)的用電規則和LED驅動(dòng)電源的特性要求,在選擇和設計LED驅動(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路燈的驅動(dòng)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(chǎn)品,驅動(dòng)電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內的結構,尤為重要。因為L(cháng)ED的發(fā)光效率隨著(zhù)LED溫度的升高而下降,所以L(fǎng)ED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(fā)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(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒(méi)有強制性指標。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點(diǎn)燈,同類(lèi)負載太集中,會(huì )對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動(dòng)電源,據說(shuō)不久的將來(lái),也許會(huì )對功率因素方面有一定的指標要求。
4.驅動(dòng)方式 現在通行的有兩種: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運行的問(wèn)題。這兩種形式,在一段時(shí)間內并存。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 LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶(hù)外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應,從電網(wǎng)系統會(huì )侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì )導致LED的損壞。因此LED驅動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,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(guò)高。
7.防護方面 燈具外安裝型,電源結構要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅動(dòng)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(zhù)LED的應用日益廣泛,LED驅動(dòng)電源的性能將越來(lái)越適合LED的要求。
確定LED驅動(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。
輸出路數越多越復雜,不同出路之間的電流干擾解決起來(lái)成本很高,如不解決則故障率較高。另外輸出路數越多則總輸出電流也就越大,而電流是發(fā)熱的主要原因,電壓本身不直接導致發(fā)熱,簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)發(fā)熱量與電流的平方成正比,也就是說(shuō)電流增加到原來(lái)的2倍的話(huà),發(fā)熱量將增加到原來(lái)的4倍,電流增加到原來(lái)3倍,發(fā)熱量將增加到原來(lái)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、根據道路車(chē)流密度來(lái)實(shí)現燈具功率的無(wú)級控制,既滿(mǎn)足應用要求,又實(shí)現巨大的節能效果,可以為公路主管單位節省大量經(jīng)費。在隧道照明上的應用不但可以節能,還可以按照隧道外的亮度情況自動(dòng)調節隧道出入口亮度,給司機提供一個(gè)視覺(jué)過(guò)度階段,以保證駕駛安全。
3、放棄大功率、超大功率,選擇較高穩定性的中小功率電源。
因為功率越大,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)生故障的罪魁禍首。再者,小功率電源相對來(lái)說(shuō)發(fā)展的較為成熟,穩定性和成本方面都有優(yōu)勢。其實(shí)很多大功率電源方案都沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間驗證及實(shí)踐證明,都是匆匆上馬的項目,都是實(shí)驗性的產(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)出去是燈具設計工程師必須考慮的問(wèn)題,一定要防止熱量的過(guò)度集中,形成熱島效應,影響電源壽命。采用分離式電源方案是一個(gè)好的選擇。
5、維護的可行性。
電源的故障問(wèn)題不可能完全避免,成都朝月光電提出了維護簡(jiǎn)便性原則。只有把電源的更換做的跟常規照明的光源的更換那么簡(jiǎn)便時(shí),才能是用戶(hù)用的開(kāi)心,即便是電源壞了,心情也不會(huì )太差,而用戶(hù)的心情好壞決定著(zhù)LED燈廠(chǎng)家的命運。
6、防護性能。
防護問(wèn)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(xiàn)及其他元器件的老化,從實(shí)際使用中的經(jīng)驗來(lái)看,旋轉接線(xiàn)插頭的故障率較高,多數為漏水造成故障。
7、模塊化設計。
模塊化設計已經(jīng)成為當今的潮流,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問(wèn)題,一定會(huì )受到用戶(hù)的歡迎,同時(shí)還需建立接口標準化,讓不同廠(chǎng)家的LED燈電源能夠通用。
總結:LED燈電源最好采用分體式設計,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(hù)的角度去設計產(chǎn)品,企業(yè)才能得到長(cháng)久的發(fā)展。
簡(jiǎn)化LED設計的五大原則
芯片發(fā)熱
這主要針對內置電源調制器的高壓驅動(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,當然會(huì )引起芯片的發(fā)熱。驅動(dòng)芯片的最大電流來(lái)自于驅動(dòng)功率MOS管的消耗,簡(jiǎn)單的計算公式為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(wèn)題,也見(jiàn)到過(guò)有人在論壇發(fā)過(guò)貼。功率管的功耗分成兩部分,開(kāi)關(guān)損耗和導通損耗。要注意,大多數場(chǎng)合特別是LED市電驅動(dòng)應用,開(kāi)關(guān)損害要遠大于導通損耗。開(kāi)關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動(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、不能片面根據導通電阻大小來(lái)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(shí),夠用就可以了。B、剩下的就是頻率和芯片驅動(dòng)能力了,這里只談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比,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(guò)要注意,當頻率降低時(shí),為了得到相同的負載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導致電感進(jìn)入飽和區域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮將CCM(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(gè)負載電容了。
工作頻率降頻
這個(gè)也是用戶(hù)在調試過(guò)程中比較常見(jiàn)的現象,降頻主要由兩個(gè)方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統干擾大。對于前者,注意不要將負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會(huì )高點(diǎn)。對于后者,可以嘗試以下幾個(gè)方面:a、將最小電流設置的再小點(diǎn);b、布線(xiàn)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(guò)對于照明來(lái)說(shuō)應該夠了。無(wú)論如何降頻沒(méi)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(méi)有入門(mén),只能瞎說(shuō)點(diǎn)飽和的影響了。很多用戶(hù)反應,相同的驅動(dòng)電路,用a生產(chǎn)的電感沒(méi)有問(wèn)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(méi)有注意到這個(gè)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(huì )嚴重影響LED的使用壽命。所以說(shuō),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(diǎn)遠,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(zhù)增加。在平均電流不變的前提下,只能看著(zhù)光衰了。
LED電流大小
大家都知道LEDripple過(guò)大的話(huà),LED壽命會(huì )受到影響,影響有多大,也沒(méi)見(jiàn)過(guò)哪個(gè)專(zhuān)家說(shuō)過(guò)。以前問(wèn)過(guò)LED廠(chǎng)這個(gè)數據,他們說(shuō)30%以?xún)榷伎梢越邮?,不過(guò)后來(lái)沒(méi)有經(jīng)過(guò)驗證。建議還是盡量控制小點(diǎn)。如果散熱解決的不好的話(huà),LED一定要降額使用。也希望有專(zhuān)家能給個(gè)具體指標,要不然影響LED的推廣。
LED驅動(dòng)電源電路的3種保護方法
1.保護LED電路中采用保險絲(管)
由于保險絲是一次性的,且反應速度慢,效果差、使用麻煩,所以保險絲不適宜用于LED燈成品中,因為L(cháng)ED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(shí)能立即啟動(dòng)保護,讓LED的供電通路就被斷開(kāi),使LED和電源都能得到保護,在整個(gè)燈正常后又能夠自動(dòng)恢復供電,不影響LED工作。電路不能太復雜體積不能太大,成本還要低。所以采用保險絲的方式實(shí)現起來(lái)很困難。
2.使用瞬態(tài)電壓抑制二極體(簡(jiǎn)稱(chēng)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器件。當它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí),能以10的負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,吸收高達數千瓦的浪涌功率,把兩極間的電壓鉗位元在一個(gè)預定的電壓值,有效的保護了電子線(xiàn)路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極體具有回應時(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(wú)損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。
但是在實(shí)際使用中發(fā)現要尋找滿(mǎn)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(guò)大使芯片內部過(guò)熱造成的。 TVS只能探測過(guò)電壓不能探測過(guò)電流。要選擇合適的電壓保護點(diǎn)很難掌握,這種器件就無(wú)法生產(chǎn)也就很難在實(shí)際中使用。
3.選擇自恢復保險絲
自恢復保險絲又稱(chēng)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(jīng)過(guò)特殊加工后,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(guò)(或元件處于正常環(huán)境溫度)時(shí),PTC自恢復保險絲呈低阻狀態(tài);當電路中有異常過(guò)電流通過(guò)(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,也就切斷了導電粒子所構成的導電通路,PTC自恢復保險絲呈高阻狀態(tài);當電路中過(guò)電流(超溫狀態(tài))消失后,聚合物冷卻LED驅動(dòng)電源www.leadwayled.com,體積恢復正常,其中導電粒子又重新構成導電通路,PTC自恢復保險絲又呈初始的低阻狀態(tài)。在正常工作狀態(tài)自恢復保險管的發(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(guò)它的電流,從而起到了保護作用。在具體的電路中,可以選擇:
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(gè)支路的前面加一支PTC元件分別進(jìn)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。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,對整燈進(jìn)行保護。這種方式的好處是簡(jiǎn)單,不占體積。對于民用產(chǎn)品來(lái)說(shuō),這種保護在實(shí)際使用中的結果還是令人滿(mǎn)意的。
LED驅動(dòng)電源常見(jiàn)難題
為了節能省電,LED得到了很大的推行,但LED都需求有個(gè)電源驅動(dòng),其好壞會(huì )直接影響LED的壽數,因而如何做好一個(gè)LED驅動(dòng)電源是LED電源描繪者的重中之重。本文分析了一些LED驅動(dòng)電源的難題,期望能夠對工程師供給一點(diǎn)協(xié)助。
1、驅動(dòng)電路直接影響LED壽命
咱們所說(shuō)的LED驅動(dòng)包括數碼驅動(dòng)和類(lèi)推驅動(dòng)兩類(lèi),數碼驅動(dòng)指數字電路驅動(dòng),包括數字調光操控,RGB全彩變幻等。類(lèi)推驅動(dòng)指類(lèi)推電路驅動(dòng),包括AC恒流開(kāi)關(guān)電源,DC恒流操控電路。驅動(dòng)電路由電子元件組成,包括半導體元件,電阻,電容,電感等,這些元件都有運用壽數,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的運用壽數是5-10萬(wàn)小時(shí),按5萬(wàn)小時(shí)算,接連點(diǎn)亮,有近6年的壽數。開(kāi)關(guān)電源的壽數是很難到達6年的,市面上出售的開(kāi)關(guān)電源質(zhì)保期通常是2-3年,到達6年質(zhì)保的電源是軍品級別的,價(jià)錢(qián)是通常電源的4-6倍,通常的燈具廠(chǎng)是很難承受的。所以L(fǎng)ED燈具的毛病多為驅動(dòng)電路毛病。
2、散熱難題
LED為冷光源,作業(yè)結溫不能超過(guò)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(kāi)展時(shí)刻不長(cháng),能夠學(xué)習的經(jīng)歷不多,許多描繪都是不斷完善的。有些LED燈具廠(chǎng)家所用電源為外協(xié)或許外購,燈具描繪師對電源知道不多,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(lái)配套,這樣就給電源的配套帶來(lái)必定的難度。常常碰到因燈具內部空間較小或許內部溫度較高,并且本錢(qián)操控較低,無(wú)法配到適宜電源。有些LED燈具廠(chǎng)有電源研制才干,在開(kāi)端描繪燈具前期進(jìn)行評價(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(cháng)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(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(cháng)時(shí)刻運用的,特別注意電解電容和導線(xiàn)。
C,電功能描繪。開(kāi)關(guān)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。并且溫度的改變也能致使電源輸出電流偏移。通常是批量差錯操控在+/-5%以?xún)?,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模要包括LED的電壓規模。多個(gè)LED串連運用時(shí)分,最小壓降乘以串連數量為下限電壓,最大壓降乘以串連數量為上限電壓,電源的恒流電壓規模要比這個(gè)規模稍寬些,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?,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(méi)有空間確保安全間隔狀況下就要運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。電解電容遠離熱源,減緩老化,延伸運用壽數。
e,認證難題。目前國內還沒(méi)有對準LED燈具的規范,國家相關(guān)部分正在研討制定,國內出售的燈具認證是參照照明燈具的規范,外銷(xiāo)的是做CE或UL等認證,還有些參照國外的LED燈具規范來(lái)做。所以對準這種狀況,開(kāi)關(guān)電源的描繪要一起滿(mǎn)意以上的這些規范是比擬艱難的,咱們只能對準不一樣的需求滿(mǎn)意不一樣的認證。
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L(cháng)ED的規范電流偏下。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。