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LED驱动电源常见难题

作者:    时间:2015-1-5 16:19:49
为了节能省电,LED得到了很大的推行,但LED都需求有个电源驱动,其好坏会直接影响LED的寿数,因而如何做好一个LED驱动电源是LED电源描绘者的重中之重。本文分析了一些LED驱动电源的难题,期望能够对工程师供给一点协助。

1、驱动电路直接影响LED寿命

咱们所说的LED驱动包括数码驱动和类推驱动两类,数码驱动指数字电路驱动,包括数字调光操控,RGB全彩变幻等。类推驱动指类推电路驱动,包括AC恒流开关电源,DC恒流操控电路。驱动电路由电子元件组成,包括半导体元件,电阻,电容,电感等,这些元件都有运用寿数,任何一个器材失效都会致使整个电路的失效或许有些功用失效。 LED的运用寿数是5-10万小时,按5万小时算,接连点亮,有近6年的寿数。开关电源的寿数是很难到达6年的,市面上出售的开关电源质保期通常是2-3年,到达6年质保的电源是军品级别的,价钱是通常电源的4-6倍,通常的灯具厂是很难承受的。所以LED灯具的毛病多为驱动电路毛病。

2、散热难题

LED为冷光源,作业结温不能超过限值,描绘时还要留必定余量。整个灯具的描绘要思考外形漂亮,装置便利,配光,散热等许多方面难题,要在许多要素中寻求平衡点,这样全体的灯具才是最棒的.LED灯具的开展时刻不长,能够学习的经历不多,许多描绘都是不断完善的。有些LED灯具厂家所用电源为外协或许外购,灯具描绘师对电源知道不多,给LED的散热空间较大,给电源的散热空间较小。通常是描绘好灯具后再找适宜的电源来配套,这样就给电源的配套带来必定的难度。常常碰到因灯具内部空间较小或许内部温度较高,并且本钱操控较低,无法配到适宜电源。有些LED灯具厂有电源研制才干,在开端描绘灯具前期进行评价,电源的描绘同步进行,就能处理以上难题。在描绘中要归纳思考LED的散热和电源的散热,全体操控灯具的温升,这样才干描绘出较好的灯具。

3、电源描绘中的难题

a,功率描绘。尽管LED光效高,可是还有80-85%的热能损耗,致使灯具内部有20-30度的温升,若是室温25度状况,灯具内部就有45-55度,电源长时刻在高温环境下作业,要确保寿命就必须加大功率余量,通常留到1.5-2倍的余量。

b,元件选型。灯具内部温度45-55度状况下,电源内部温升还有20度左右,则元件邻近的温度要到达65-75度。有些元件在高温状况参数会飘移,还有些寿命会缩短,所以器材要挑选能在较高温度长时刻运用的,特别注意电解电容和导线。

C,电功能描绘。开关电源对准LED的参数描绘,主要是恒流参数,电流的巨细决议LED的亮度,若是批量电流差错较大,则整批灯的亮度不均匀。并且温度的改变也能致使电源输出电流偏移。通常是批量差错操控在+/-5%以内,才干确保灯的亮度共同.LED的正向压降有误差,电源描绘的恒流电压规模要包括LED的电压规模。多个LED串连运用时分,最小压降乘以串连数量为下限电压,最大压降乘以串连数量为上限电压,电源的恒流电压规模要比这个规模稍宽些,通常上下限各留1-2V余量。

d,PCB布板描绘.LED灯具留给电源的尺度较小(除非是电源外置的),所以在PCB描绘上需求较高,要思考的要素也多。安全间隔要留够,需求输入和输出阻隔的电源,一次侧电路和二次侧电路需求耐压1500-2000VAC,在PCB上至少要留够3MM的间隔。若是是金属外壳的灯具,则整个电源的布板还要思考高压有些和外壳的安全间隔。若是没有空间确保安全间隔状况下就要运用其他办法确保绝缘,比如在PCB上打孔,加绝缘纸,灌封绝缘胶等。别的布板还要思考热量均衡,发热元件要均匀分布,不能会集放置,防止部分温度升高。电解电容远离热源,减缓老化,延伸运用寿数。

e,认证难题。目前国内还没有对准LED灯具的规范,国家相关部分正在研讨制定,国内出售的灯具认证是参照照明灯具的规范,外销的是做CE或UL等认证,还有些参照国外的LED灯具规范来做。所以对准这种状况,开关电源的描绘要一起满意以上的这些规范是比拟艰难的,咱们只能对准不一样的需求满意不一样的认证。

4、运用参数。

外购电源在挑选上主要看恒流和恒流的电压规模。恒流值挑选为LED的规范电流偏下。电压规模的挑选要适中,尽量不要挑选较大规模,防止功率的糟蹋。

LED驱动电源电路的3种保护方法

1.保护LED电路中采用保险丝(管)

由于保险丝是一次性的,且反应速度慢,效果差、使用麻烦,所以保险丝不适宜用于LED灯成品中,因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保护电路要很苛刻:在超出正常使用电流时能立即启动保护,让LED的供电通路就被断开,使LED和电源都能得到保护,在整个灯正常后又能够自动恢复供电,不影响LED工作。电路不能太复杂体积不能太大,成本还要低。所以采用保险丝的方式实现起来很困难。

2.使用瞬态电压抑制二极体(简称TVS)

瞬态电压抑制二极体是一种二极体形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时,能以10的负12次方秒极短时间的速度,使自己两极间的高阻立即降低为低阻,吸收高达数千瓦的浪涌功率,把两极间的电压钳位元在一个预定的电压值,有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极体具有回应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、钳位元电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。

但是在实际使用中发现要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。 LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。 TVS只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握,这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。

3.选择自恢复保险丝

自恢复保险丝又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC,是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后,导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过(或元件处于正常环境温度)时,PTC自恢复保险丝呈低阻状态;当电路中有异常过电流通过(或环境温度升高)时,大电流(或环境温度升高)所产生的热量使聚合物迅速膨胀,也就切断了导电粒子所构成的导电通路,PTC自恢复保险丝呈高阻状态;当电路中过电流(超温状态)消失后,聚合物冷却LED驱动电源,体积恢复正常,其中导电粒子又重新构成导电通路,PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小,在异常工作状态它的发热很高阻值就很大,也就限制了通过它的电流,从而起到了保护作用。在具体的电路中,可以选择:

①分路保护。一般LED灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC元件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高,保护的可靠性好。

②总体保护。在所有光珠的前面加接一支PTC元件,对整灯进行保护。这种方式的好处是简单,不占体积。对于民用产品来说,这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。

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