LED小知識:LED照明之LED驅動電源

做好一個LED照明產品,關鍵在於散熱、驅動電源、光源,而散熱顯得尤為重要,散熱效果直接影響到照明產品的壽命質量,而驅動電源本身的壽命及輸出電流、電壓的穩定性對產品的整體壽命質量也有很大影響,光源是整個產品的核心部分。

LED驅動電源也是一個配套產品,目前市場上的電源品質參差不齊,下面提供一些LED驅動電源的相關知識。

1、什麼是LED驅動電源

LED驅動電源把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器,通常情況下:LED驅動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恆定電流源。LED電源核心元件包括開關控制器、電感器、開關元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據不同場合要求、還要有輸入過壓保護電路、輸入欠壓保護電路,LED開路保護、過流保護等電路。

2、LED驅動電源的特點

(1)高可靠   性特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。

(2) 高效率   LED是節能產品,驅動電源的效率要高。對於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  

功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大,但晚上使用照明量大,同類負載太集中,會對電網產生較嚴重的污染。對於30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標要求。

(4)驅動方式  

現在通行的有兩種:其一是一個恆壓源供多個恆流源,每個恆流源單獨給每路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,但成本會略高一點。另一種是直接恆流供電也就是“中科慧寶“改採用的驅動方式,LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內並存。多路恆流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以後的主流方向。

(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燈裝在戶外,如LED路燈。由於電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網系統會侵入各種浪涌,有些浪涌會導致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅動電源在浪涌保護方面應該有一定的欠缺,而至於電源及燈具頻繁更換,LED驅動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,最好在恆流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高;要符合安規和電磁兼容的要求。

3、按驅動方式分類

(1)恆流式恆流驅動電路輸出的電流是恆定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定範圍內變化,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;恆流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路;恆流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高;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後,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;穩壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路;以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;亮度會受整流而來的電壓變化影響。

4、整體恆流和逐路恆流工作方式優缺點

與整體恆流相較,逐路恆流雖然缺點比較多,成本也比較高。但是它能真正的起到保護LED和延長LED的壽命,所以逐路恆流才是未來的趨勢。

5、LED電源的不足

生產LED照明及相關產品的公司的技術人員對開關電源的了解不夠,做出的電源是可以正常工作,但一些關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電源生產企業都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源,對LED的特點及使用認識還不夠;目前關於LED的標準幾乎沒有,大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準;現在大部分LED電源沒有統一,所以量大部分都比較小。採購量小,價格就偏高,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,過溫、過壓保護等問題都沒有一一解決。

首先是驅動電路整體壽命,尤其是關鍵器件如:電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命;其次是LED驅動器應挑戰更高的轉換效率,尤其是在驅動大功率LED時更是如此,因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散,電源轉換效率的過低,影響了LED節能效果的發揮;目前在功率較小(1-5W)的應用場合,恆流驅動電源成本所占的比重已經接近1/3,已經接近了光源的成本,一定程度上影響了市場推廣。
 

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