關(guān)于LED驅(qū)動(dòng)電源，你了解多少？

　　6、PWM控制式開(kāi)關(guān)電源：

　　目前來(lái)說(shuō)，PWM控制方式設(shè)計(jì)的LED電源是比較理想的，因?yàn)檫@種開(kāi)關(guān)電源的輸出電壓或電流都很穩(wěn)定。電源轉(zhuǎn)換效率極高，一般都可以高達(dá)80%~90%，并且輸出電壓、電流十分穩(wěn)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(wěn)壓控制部分、開(kāi)關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。而且這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬于高可靠性電源。

　　LED驅(qū)動(dòng)電源九大性能特點(diǎn)要求

　　據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求，在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)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(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)構(gòu)，尤為重要。因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。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(méi)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，但晚上大家點(diǎn)燈，同類(lèi)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(shuō)不久的將來(lái)，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，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(wèn)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(guò)高。

　　7．防護(hù)方面 燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。

　　8．驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。

　　9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

　　隨著LED的應(yīng)用日益廣泛，LED驅(qū)動(dòng)電源的性能將越來(lái)越適合LED的要求。

　　確定LED驅(qū)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(shù)越多越復(fù)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(shù)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(dǎo)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，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(shì)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(yīng)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(jù)道路車(chē)流密度來(lái)實(shí)現(xiàn)燈具功率的無(wú)級(jí)控制，既滿足應(yīng)用要求，又實(shí)現(xiàn)巨大的節(jié)能效果，可以為公路主管單位節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)。在隧道照明上的應(yīng)用不但可以節(jié)能，還可以按照隧道外的亮度情況自動(dòng)調(diào)節(jié)隧道出入口亮度，給司機(jī)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(wěn)定性的中小功率電源。

　　因?yàn)楣β试酱?，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?zhǔn)住Ｔ僬?，小功率電源相?duì)來(lái)說(shuō)發(fā)展的較為成熟，穩(wěn)定性和成本方面都有優(yōu)勢(shì)。其實(shí)很多大功率電源方案都沒(méi)有經(jīng)過(guò)時(shí)間驗(yàn)證及實(shí)踐證明，都是匆匆上馬的項(xiàng)目，都是實(shí)驗(yàn)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(hù)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(shè)計(jì)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(yīng)，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(hù)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(hù)簡(jiǎn)便性原則。只有把電源的更換做的跟常規(guī)照明的光源的更換那么簡(jiǎn)便時(shí)，才能是用戶用的開(kāi)心，即便是電源壞了，心情也不會(huì)太差，而用戶的心情好壞決定著LED燈廠家的命運(yùn)。

　　6、防護(hù)性能。

　　防護(hù)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及其他元器件的老化，從實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，旋轉(zhuǎn)接線插頭的故障率較高，多數(shù)為漏水造成故障。

　　7、模塊化設(shè)計(jì)。

　　模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)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(hù)問(wèn)題，一定會(huì)受到用戶的歡迎，同時(shí)還需建立接口標(biāo)準(zhǔn)化，讓不同廠家的LED燈電源能夠通用。

　　總結(jié)：LED燈電源最好采用分體式設(shè)計(jì)，同時(shí)注重電源的可靠性與壽命，哪怕增加一點(diǎn)成本，只有站在客戶的角度去設(shè)計(jì)產(chǎn)品，企業(yè)才能得到長(zhǎng)久的發(fā)展。

　　簡(jiǎn)化LED設(shè)計(jì)的五大原則

　　芯片發(fā)熱

　　這主要針對(duì)內(nèi)置電源調(diào)制器的高壓驅(qū)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(dāng)然會(huì)引起芯片的發(fā)熱。驅(qū)動(dòng)芯片的最大電流來(lái)自于驅(qū)動(dòng)功率MOS管的消耗，簡(jiǎn)單的計(jì)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(dǎo)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(qǐng)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。

　　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(dǎo)通損耗。要注意，大多數(shù)場(chǎng)合特別是LED市電驅(qū)動(dòng)應(yīng)用，開(kāi)關(guān)損害要遠(yuǎn)大于導(dǎo)通損耗。開(kāi)關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅(qū)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(jù)導(dǎo)通電阻大小來(lái)選擇MOS功率管，因?yàn)閮?nèi)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(qū)動(dòng)能力了，這里只談?lì)l率的影響。頻率與導(dǎo)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(dāng)頻率降低時(shí)，為了得到相同的負(fù)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(dǎo)致電感進(jìn)入飽和區(qū)域。如果電感飽和電流夠大，可以考慮將CCM（連續(xù)電流模式）改變成DCM（非連續(xù)電流模式），這樣就需要增加一個(gè)負(fù)載電容了。

　　工作頻率降頻

　　這個(gè)也是用戶在調(diào)試過(guò)程中比較常見(jiàn)的現(xiàn)象，降頻主要由兩個(gè)方面導(dǎo)致。輸入電壓和負(fù)載電壓的比例小、系統(tǒng)干擾大。對(duì)于前者，注意不要將負(fù)載電壓設(shè)置的太高，雖然負(fù)載電壓高，效率會(huì)高點(diǎn)。對(duì)于后者，可以嘗試以下幾個(gè)方面：a、將最小電流設(shè)置的再小點(diǎn);b、布線干凈點(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(duì)于照明來(lái)說(shuō)應(yīng)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。很多用戶反應(yīng)，相同的驅(qū)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(xiàn)象，直接調(diào)節(jié)sense電阻或者工作頻率達(dá)到需要的電流，這樣做可能會(huì)嚴(yán)重影響LED的使用壽命。所以說(shuō)，在設(shè)計(jì)前，合理的計(jì)算是必須的，如果理論計(jì)算的參數(shù)和調(diào)試參數(shù)差