探討LED驅動電源設計中存在的問題
發布時間:2014-08-18 責任編輯:echotang
【導讀】LED電源驅動好壞會直接影響LED的壽命,因此如何做好一個LED驅動電源是LED電源設計者的重中之重。本文介紹了一些LED驅動電源的問題,希望能夠對工程師提供一點幫助。
LED驅動電源的質量好壞將會直接影響LED的壽命,因此如何做好一個LED驅動電源是LED電源設計者的重中之重。本文將介紹一些LED驅動電源存在的問題,希望對設計工程師有益。
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,DC恒(heng)流(liu)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)。驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)由(you)電(dian)子(zi)元(yuan)件(jian)組(zu)成(cheng),包(bao)括(kuo)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)件(jian),電(dian)阻(zu),電(dian)容(rong),電(dian)感(gan)等(deng),這(zhe)些(xie)元(yuan)件(jian)都(dou)有(you)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming),任(ren)何(he)一(yi)個(ge)器(qi)件(jian)失(shi)效(xiao)都(dou)會(hui)導(dao)致(zhi)整(zheng)個(ge)電(dian)路(lu)的(de)失(shi)效(xiao)或(huo)者(zhe)部(bu)分(fen)功(gong)能(neng)失(shi)效(xiao)。 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LEDchuanlianshiyongshihou,zuixiaoyajiangchengyichuanlianshuliangweixiaxiandianya,zuidayajiangchengyichuanlianshuliangweishangxiandianya,dianyuandehengliudianyafanweiyaobizhegefanweishaokuanxie,yibanshangxiaxiangeliu1-2V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3MMdejuli。ruguoshijinshuwaikededengju,zezhenggedianyuandebubanhaiyaokaolvgaoyabufenhewaikedeanquanjuli。ruguomeiyoukongjianbaozhenganquanjuliqingkuangxiajiuyaoliyongqitacuoshibaozhengjueyuan,biruzaiPCB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LED燈(deng)具(ju)標(biao)準(zhun)來(lai)做(zuo)。所(suo)以(yi)針(zhen)對(dui)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang),開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)設(she)計(ji)要(yao)同(tong)時(shi)滿(man)足(zu)以(yi)上(shang)的(de)這(zhe)些(xie)標(biao)準(zhun)是(shi)比(bi)較(jiao)困(kun)難(nan)的(de),我(wo)們(men)隻(zhi)能(neng)針(zhen)對(dui)不(bu)同(tong)的(de)要(yao)求(qiu)滿(man)足(zu)不(bu)同(tong)的(de)認(ren)證(zheng)。
4、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.
驅動電路影響LED的壽命,因此在電路設計的時候就要嚴謹,LED為冷光源,工結溫不能超過限值,在保持外觀美麗的同時還要考慮到散熱,每一步都要嚴謹。
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