LED驅動電源的應用

由於LED加工製造的特殊性，導致不同的生產廠家甚至同一個生產廠家在同一批產品中所生產的LED的電流、電壓特性均有較大的個體差異。現以大功率1W白光LED典型規格為例
，按照LED的電流、電壓變化規律來做簡要說明，一般1W白光應用正向電壓為3.0-3.6V左右，也就是說

，當標稱為1W的LED在流過350毫安電流時，它兩端的電壓可能在3.1V，也可能在3.2V或3.5V也可能是其它值
，為保證1WLED的壽命，一般LED生產廠家建議燈具廠用350mA的電流去驅動，當通過LED兩端的正向電流達到350毫安後，LED兩端的正向電壓很小的增加，都會使LED正向電流大幅度的上升，使LED溫度成直線上升，從而加速LED光衰，使LED的壽命縮短，嚴重時甚至燒壞LED。由於LED的電壓
、電流變化的特殊性，因此對驅動LED的電源提出了嚴格要求。


恒流源驅動是最佳的LED驅動方式
，采用恒流源驅動，不用在輸出電路串聯限流電阻，LED上流過的電流也不受外界電源電壓變化、環境溫度變化，以及LED參數離散性的影響，從而能保持電流恒定，充分發揮LED的各種優良特性。

采用LED恒流電源來給LED燈具供電，由於在電源工作期間都會自動檢測和控製流過LED的電流，因此，不必擔心在通電的瞬間有過高的電流流過LED，也不必擔心負載短路燒壞電源。

有些廠家擔心電源驅動板選用電解電容會影響電源的壽命，其實是一種誤解
，比如：如果選用105度

，壽命為8000小時的高溫電解電容，根據通行的電解電容壽命估算方式“每降低10度
，壽命增加一倍”，那麼它在95度環境下工作壽命為16000小時，在在85度環境下工作壽命為32000小時，在75度環境下工作壽命為64000小時，如果實際工作溫度更低，那麼壽命會更長!由此看來，隻要選用高品質的電解電容對驅動電源的壽命是沒有什麼影響的。

還有一點值得LED燈具企業注意：由於LED在工作過程中會放出大量的熱量
，使管芯結溫迅速上升
，LED功率越高，發熱效應越大。LED芯片溫度的升高將導致發光器件性能的變化與電光轉換效率衰減
，嚴重時甚至失效，根據實驗測試表明：LED自身溫度每上升5攝氏度
，光通量就下降3%，因此LED燈具一定要注意LED光源本身的散熱工作
，在可能的情況下盡量加大LED光源自身的散熱麵積，盡量降低LED自身的工作溫度，如果條件允許
，最好能將電源部分與光源部分隔開，一味地追求小體積而忽視燈具及電源的工作溫度是不可取的。

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LED照明的驅動電源的問題

1

、驅動電路直接影響LED壽命

我們所說的LED驅動包括數字驅動和模擬驅動兩類

，數字驅動指數字電路驅動
，包括數字調光控製
，RGB全彩變幻等。模擬驅動指模擬電路驅動，包括AC恒流開關電源，DChengliukongzhidianlu。qudongdianluyoudianziyuanjianzucheng，baokuobandaotiyuanjian，dianzu
，dianrong
，diangandeng，zhexieyuanjiandouyoushiyongshouming，renheyigeqijianshixiaodouhuidaozhizhenggedianludeshixiaohuozhebufengongnengshixiao。 LED的使用壽命是5-10萬小時，按5萬小時算，連續點亮，有近6年的壽命。

開關電源的壽命是很難達到6年的
，市麵上出售的開關電源質保期一般是2-3年，達到6年質保的電源是軍品級別的，價格是普通電源的4-6倍
，一般的燈具廠是很難接受的。所以LED燈具的故障多為驅動電路故障。


2、散熱問題

LED為(wei)冷(leng)光(guang)源(yuan)，工(gong)作(zuo)結(jie)溫(wen)不(bu)能(neng)超(chao)過(guo)限(xian)值(zhi)
，設(she)計(ji)時(shi)還(hai)要(yao)留(liu)一(yi)定(ding)餘(yu)量(liang)。整(zheng)個(ge)燈(deng)具(ju)的(de)設(she)計(ji)要(yao)考(kao)慮(lv)外(wai)形(xing)美(mei)觀(guan)，安(an)裝(zhuang)方(fang)便(bian)，配(pei)光(guang)，散(san)熱(re)等(deng)很(hen)多(duo)方(fang)麵(mian)問(wen)題(ti)，要(yao)在(zai)眾(zhong)多(duo)因(yin)素(su)中(zhong)尋(xun)求(qiu)平(ping)衡(heng)點(dian)，這(zhe)樣(yang)整(zheng)體(ti)的(de)燈(deng)具(ju)才(cai)是(shi)最(zui)好(hao)的(de).LED燈具的發展時間不長
，可以借鑒的經驗不多
，很多設計都是不斷完善的。有些LED燈具廠家所用電源為外協或者外購
，燈具設計師對電源了解不多，給LEDdesanrekongjianjiaoda，geidianyuandesanrekongjianjiaoxiao。yibanshishejihaodengjuhouzaizhaoheshidedianyuanlaipeitao
，zheyangjiugeidianyuandepeitaodailaiyidingdenandu。jingchangpengdaoyindengjuneibukongjianjiaoxiaohuozheneibuwendujiaogao
，erqiechengbenkongzhijiaodi，wufapeidaoheshidianyuan。youxieLED燈具廠有電源研發能力
，在開始設計燈具初期進行評估，電源的設計同步進行
，就能解決以上問題。在設計中要綜合考慮LED的散熱和電源的散熱
，整體控製燈具的溫升
，這樣才能設計出較好的燈具。

3
、電源設計中的問題

a

，功率設計。雖然LED光效高，但是還有80-85%的熱能損耗
，致使燈具內部有20-30度的溫升

，如果室溫25度情況
，燈具內部就有45-55度
，電源長時間在高溫環境下工作，要保證壽命就必須加大功率餘量，一般留到1.5-2倍的餘量。

b
，元件選型。燈具內部溫度45-55度情況下，電源內部溫升還有20度左右，則元件附近的溫度要達到65-75度。有些元件在高溫情況參數會飄移，還有些壽命會縮短，所以器件要選擇能在較高溫度長時間使用的

，特別注意電解電容和導線。

C

，電性能設計。開關電源針對LED的參數設計
，主要是恒流參數
，電流的大小決定LED的亮度，如果批量電流誤差較大，則整批燈的亮度不均勻。而且溫度的變化也能致使電源輸出電流偏移。一般是批量誤差控製在+/-5%以內，才能保證燈的亮度一致.LED的正向壓降有偏差
，電源設計的恒流電壓範圍要包含LED的電壓範圍。多個LED串(chuan)連(lian)使(shi)用(yong)時(shi)候(hou)，最(zui)小(xiao)壓(ya)降(jiang)乘(cheng)以(yi)串(chuan)連(lian)數(shu)量(liang)為(wei)下(xia)限(xian)電(dian)壓(ya)，最(zui)大(da)壓(ya)降(jiang)乘(cheng)以(yi)串(chuan)連(lian)數(shu)量(liang)為(wei)上(shang)限(xian)電(dian)壓(ya)，電(dian)源(yuan)的(de)恒(heng)流(liu)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)要(yao)比(bi)這(zhe)個(ge)範(fan)圍(wei)稍(shao)寬(kuan)些(xie)
，一(yi)般(ban)上(shang)下(xia)限(xian)各(ge)留(liu)1-2V餘量。

d，PCB布板設計.LED燈具留給電源的尺寸較小(除非是電源外置的)，所以在PCB設計上要求較高
，要考慮的因素也多。安全距離要留夠，要求輸入和輸出隔離的電源，一次側電路和二次側電路要求耐壓1500-2000VAC，在PCB上至少要留夠3MM的(de)距(ju)離(li)。如(ru)果(guo)是(shi)金(jin)屬(shu)外(wai)殼(ke)的(de)燈(deng)具(ju)
，則(ze)整(zheng)個(ge)電(dian)源(yuan)的(de)布(bu)板(ban)還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)高(gao)壓(ya)部(bu)分(fen)和(he)外(wai)殼(ke)的(de)安(an)全(quan)距(ju)離(li)。如(ru)果(guo)沒(mei)有(you)空(kong)間(jian)保(bao)證(zheng)安(an)全(quan)距(ju)離(li)情(qing)況(kuang)下(xia)就(jiu)要(yao)利(li)用(yong)其(qi)他(ta)措(cuo)施(shi)保(bao)證(zheng)絕(jue)緣(yuan)，比(bi)如(ru)在(zai)PCB上(shang)打(da)孔(kong)，加(jia)絕(jue)緣(yuan)紙(zhi)，灌(guan)封(feng)絕(jue)緣(yuan)膠(jiao)等(deng)。另(ling)外(wai)布(bu)板(ban)還(hai)要(yao)考(kao)慮(lv)熱(re)量(liang)均(jun)衡(heng)
，發(fa)熱(re)元(yuan)件(jian)要(yao)均(jun)勻(yun)分(fen)布(bu)，不(bu)能(neng)集(ji)中(zhong)放(fang)置(zhi)，避(bi)免(mian)局(ju)部(bu)溫(wen)度(du)升(sheng)高(gao)。電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)遠(yuan)離(li)熱(re)源(yuan)
，減(jian)緩(huan)老(lao)化(hua)，延(yan)長(chang)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。

e
，認證問題。目前國內還沒有針對LED燈具的標準
，國家相關部門正在研究製訂，國內銷售的燈具認證是參照照明燈具的標準
，外銷的是做CE或UL等認證，還有些參照國外的LEDdengjubiaozhunlaizuo。suoyizhenduizhezhongqingkuang，kaiguandianyuandeshejiyaotongshimanzuyishangdezhexiebiaozhunshibijiaokunnande，womenzhinengzhenduibutongdeyaoqiumanzubutongderenzheng。

4、電源應用中的問題

5、使用參數

外購電源在選擇上主要看恒流和恒流的電壓範圍。恒流值選擇為LED的標準電流偏下。電壓範圍的選擇要適中，盡量不要選擇較大範圍，避免功率的浪費。

這些LED驅動電源問題隻是設計中可能遇到的一部分，設計人員需要對LED驅動電源有足夠的認識和學習才能更佳的避免和解決這些問題，使LED燈的優勢發揮到最大限度。