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初学者必看:LED驱动电源知识

初学者必看:LED驱动电源知识



LED驱动电源把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。LED电源核心元件包括开关控制器、电感器、开关元器件(MOSfet)、反馈电阻、输入滤波器件、输出滤波器件等等。根据不同场合要求、还要有输入过压保护电路、输入欠压保护电路,LED开路保护、过流保护等电路。
  1、LED驱动电源的特点
  (1)高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
  (2)高效率LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。
  (3)高功率因素功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上使用照明量大,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
  (4)驱动方式现在通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电也就是“中科慧宝“所采用的驱动方式,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。
  (5)浪涌保护LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此分析“中科慧宝“的驱动电源在浪涌保护方面应该有一定的欠缺,而至于电源及灯具频繁更换,LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
  (6)保护功能电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高;要符合安规和电磁兼容的要求。


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2、按驱动方式可分为两大类:
  (1)恒流式:
  a、恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化,负载阻值小,输出电压就低,负载阻值越大,输出电压也就越高。
  b、恒流电路不怕负载短路,但严禁负载完全开路。
  c、恒流驱动电路驱动LED是较为理想的,但相对而言价格较高。
  d、应注意所使用最大承受电流及电压值,它限制了LED的使用数量。
  (2)稳压式:
  a、当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;
  b、稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路。
  c、以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;
  d、亮度会受整流而来的电压变化影响。
  3、针对LED路灯驱动电源目前市场上恒流源电源分为:整体恒流和逐路恒流两种这两种工作方式各有优缺点:
  整体恒流逐路恒流
  优点缺点优点缺点
  1.成本比较低。
  2.电磁兼容容易处理。
  3.LED光源板容易设计,可以直接并联。
  4.整体效率高可以达到90%以上
  5.接线容易,光源板只需要2根导线就可以了。
  4、对LED的VF值一致性要求很高,否则会造成电流不平衡,从而损毁。对LED的VF一致性要求不高,而且每一路电流很平均。LED工作比较可靠。
  1.成本比较高。
  2.电磁兼容不容易处理。
  3.整体效率不高最高达到85%
  4.接线容易,光源板只需要2根导就可以了。
从以上对比可也看出,逐路恒流虽然缺点比较多,成本也比较高。但是它能真正的起到保护LED和延长LED的寿命,所以逐路恒流才是未来的趋势。
  要达到较高稳定性的恒流源电源,具体有:
  4.1高稳定性,高功率因数。
  4.2长寿命,至少达到5000小时以上。
  4.3较高的整体效率。
  4.4超强的环境适应能力。如工作环境温度-20-60度雷击4KV等。
  4.5防水等级要达到IP66以上。
  针对以上要求要解决以下问题。
  a.要满足高功率因数和效率的,LLC效率是比较高的,但是不够稳定.因为它是靠变压器的漏感谐振工作的。正激加同步整流效率也比较高,但目前正激同步整流技术比较复杂。准谐振加同步整流相对以上两种,效率稍微偏低,但稳定性好,方案成熟。所以选择准谐振加同步整流。
  b.因为准谐振加同步整流的方案不能没有电解电容。所以在设计和元器件选择余量比较大,寿命较高的电解电容。同时,为满足工作环境的要求,所使用的元器件至少要选用-20-105度的耐温。
  c.在输入端为满足电磁兼容和雷击等要求,需要加防雷击电路和EMC滤波电路。一些高频的地方还要做屏蔽处理。
  d.电源的采用灌胶处理,以满足IP防护等级的要求。
  5、LED电源的现状
  LED电源也是一个配套产品,目前市场山的电源品质参差不齐,根据现有资料的查询及项目执行中所碰到的坏灯问题大概分析了LED驱动电源目前存在......
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