初學(xué)者必看：LED驅(qū)動(dòng)電源知識(shí)

LED驅(qū)動(dòng)電源把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)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(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)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關(guān)控制器、電感器、開關(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(jù)不同場(chǎng)合要求、還要有輸入過壓保護(hù)電路、輸入欠壓保護(hù)電路，LED開路保護(hù)、過流保護(hù)等電路。

　　1、LED驅(qū)動(dòng)電源的特點(diǎn)

　　(1)高可靠性特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。

　　(2)高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。

　　(3)高功率因素功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大，但晚上使用照明量大，同類負(fù)載太集中，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源，據(jù)說不久的將來，也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。

　　(4)驅(qū)動(dòng)方式現(xiàn)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(dú)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“所采用的驅(qū)動(dòng)方式，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)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(yùn)行的問題。這兩種形式，在一段時(shí)間內(nèi)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(hù)LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此分析“中科慧寶“的驅(qū)動(dòng)電源在浪涌保護(hù)方面應(yīng)該有一定的欠缺，而至于電源及燈具頻繁更換，LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。

　　(6)保護(hù)功能電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高；要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

　　2、按驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類：

　　(1)恒流式：

　　a、恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高。

　　b、恒流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。

　　c、恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是較為理想的，但相對(duì)而言價(jià)格較高。

　　d、應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量。

　　(2)穩(wěn)壓式：

　　a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化；

　　b、穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。

　　c、以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)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；

　　d、亮度會(huì)受整流而來的電壓變化影響。

　　3、針對(duì)LED路燈驅(qū)動(dòng)電源目前市場(chǎng)上恒流源電源分為：整體恒流和逐路恒流兩種這兩種工作方式各有優(yōu)缺點(diǎn)：

　　整體恒流逐路恒流

　　優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

　　1.成本比較低。

　　2.電磁兼容容易處理。

　　3.LED光源板容易設(shè)計(jì)，可以直接并聯(lián)。

　　4.整體效率高可以達(dá)到90%以上

　　5.接線容易，光源板只需要2根導(dǎo)線就可以了。

4、對(duì)LED的VF值一致性要求很高，否則會(huì)造成電流不平衡，從而損毀。對(duì)LED的VF一致性要求不高，而且每一路電流很平均。LED工作比較可靠。

1.成本比較高。

　　2.電磁兼容不容易處理。

　　3.整體效率不高最高達(dá)到85%

　　4.接線容易，光源板只需要2根導(dǎo)就可以了。

　　從以上對(duì)比可也看出，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(hù)LED和延長LED的壽命，所以逐路恒流才是未來的趨勢(shì)。

　　要達(dá)到較高穩(wěn)定性的恒流源電源，具體有：

　　4.1高穩(wěn)定性，高功率因數(shù)。

　　4.2長壽命，至少達(dá)到5000小時(shí)以上。

　　4.3較高的整體效率。

　　4.4超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力。如工作環(huán)境溫度-20-60度雷擊4KV等。

　　4.5防水等級(jí)要達(dá)到IP66以上。

　　針對(duì)以上要求要解決以下問題。

　　a.要滿足高功率因數(shù)和效率的，LLC效率是比較高的，但是不夠穩(wěn)定.因?yàn)樗强孔儔浩鞯穆└兄C振工作的。正激加同步整流效率也比較高，但目前正激同步整流技術(shù)比較復(fù)雜。準(zhǔn)諧振加同步整流相對(duì)以上兩種，效率稍微偏低，但穩(wěn)定性好，方案成熟。所以選擇準(zhǔn)諧振加同步整流。

　　b.因?yàn)闇?zhǔn)諧振加同步整流的方案不能沒有電解電容。所以在設(shè)計(jì)和元器件選擇余量比較大，壽命較高的電解電容。同時(shí)，為滿足工作環(huán)境的要求，所使用的元器件至少要選用-20-105度的耐溫。

　　c.在輸入端為滿足電磁兼容和雷擊等要求，需要加防雷擊電路和EMC濾波電路。一些高頻的地方還要做屏蔽處理。

　　d.電源的采用灌膠處理，以滿足IP防護(hù)等級(jí)的要求。

　　5、LED電源的現(xiàn)狀

　　LED電源也是一個(gè)配套產(chǎn)品，目前市場(chǎng)山的電源品質(zhì)參差不齊，根據(jù)現(xiàn)有資料的查詢及項(xiàng)目執(zhí)行中所碰到的壞燈問題大概分析了LED驅(qū)動(dòng)電源目前存在不足的原因：

　　a、生產(chǎn)LED照明及相關(guān)產(chǎn)品的公司的技術(shù)人員對(duì)開關(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(píng)估及電磁兼容的考慮不夠，還是有一定得隱患。

　　b、大部分LED電源生產(chǎn)企業(yè)都是從普通的開關(guān)電源轉(zhuǎn)型過來做LED電源，對(duì)LED的特點(diǎn)及使用認(rèn)識(shí)還不夠。

　　c、目前關(guān)于LED的標(biāo)準(zhǔn)幾乎沒有，大部分都是參考開關(guān)電源和電子整流器的標(biāo)準(zhǔn)。

　　d、現(xiàn)在大部分LED電源沒有統(tǒng)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(yīng)商也不太配合。

　　e、LED電源的穩(wěn)定性：寬電壓輸入，高溫和低溫工作，過溫、過壓保護(hù)等問題都沒有一一解決。f、首先是驅(qū)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。

　　g、是LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)挑戰(zhàn)更高的轉(zhuǎn)換效率，尤其是在驅(qū)動(dòng)大功率LED時(shí)更是如此，因?yàn)樗形醋鳛楣廨敵龅墓β识甲鳛闊崃亢纳?，電源轉(zhuǎn)換效率的過低，影響了LED節(jié)能效果的發(fā)揮。

　　h、目前在功率較小(1-5W)的應(yīng)用場(chǎng)合，恒流驅(qū)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。

　　6、如何選擇高品質(zhì)LED驅(qū)動(dòng)電源

　　6.1根據(jù)LED特點(diǎn)，選擇驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要注意：

　　a、根據(jù)LED電流和電壓特點(diǎn)，比較理想的是使用恒流驅(qū)動(dòng)。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動(dòng)，同時(shí)恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定。

　　b、另外，LED光通量與溫度成反比，所以使用中應(yīng)盡量減少電源發(fā)熱和設(shè)計(jì)良好的散熱系統(tǒng)。從而降低LED的工作的溫度。

　　c、為了保證LED的整體壽命必須將LED的節(jié)溫控制在一定的范圍內(nèi)。

　　6.2根據(jù)電網(wǎng)的用電的特點(diǎn)，LED特性的要求以及相關(guān)LED產(chǎn)品，在選擇LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn)：

　　a、高可靠性

　　LED產(chǎn)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(chǎn)品的好壞。特別是LED路燈產(chǎn)品，由于裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。

　　b、高效率

　　LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)電源也要符合節(jié)能的要求。特別是電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)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(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。可延緩LED的光衰有利。

　　c、恒流驅(qū)動(dòng)方式

　　為了配合LED的VI特性，所以LED電源必須使用恒流驅(qū)動(dòng)的方式。

　　d、浪涌保護(hù)

　　LED抗沖擊能力比較差，所以要加強(qiáng)這方面的保護(hù)。特別是一些裝在戶外的產(chǎn)品，由于電網(wǎng)負(fù)載的啟動(dòng)和雷。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。

　　e、溫度保護(hù)功能

　　電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED芯片溫度負(fù)反饋，防止LED芯片PN節(jié)溫度過高。

　　f、LED電源壽命

　　驅(qū)動(dòng)電源的壽命盡最大努力與LED芯片的壽命相配和。

　　g、.工作環(huán)境問題：

　　由于各個(gè)地方的環(huán)境的不同要著重考慮LED燈具所工作場(chǎng)所的環(huán)境如：溫度、濕度、安裝位置等。

　　h、軟啟動(dòng)電路

　　考慮到電源的工作方式，如果不加軟啟動(dòng)電路，通電瞬間，輸出會(huì)有一個(gè)電壓尖峰。為更好的保護(hù)LED，所以需要加軟啟動(dòng)電路。這一點(diǎn)正是驅(qū)動(dòng)電源穩(wěn)定性的一個(gè)關(guān)鍵因素。