LED驱动电源的知识.doc

点燃生命之光 照亮世界之源 Light up your life LED驱动电源的知识 目前LED均采用直流驱动,因此在市电与LED之间需要加一个电源适配器即LED驱动电源.它的功能是把交流市电转换成合适LED的直流电.根据电网的用电规则和LED的驱动特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点: 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构,尤为重要.因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要.电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的溫升.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,但晚上大家点灯,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,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. 7防护方面灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒. 8驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配. 9要符合安规和电磁兼容的要求. 随着LED的应用日益广泛,LED驱动电源的性能将越来越适合LED的要求. LED由于环保、寿命长、光电效率高等众多优点,近年来在各行业应用得以快速发展,LED的驱动电源成了关注热点,理论上,LED的使用寿命在10万小时以上,但在实际应用过程中,由于驱动电源的设计及驱动方式选择不当,使LED极易损坏. 我们设计LED驱动电源时,有必要知道LED电流、电压特性,由于LED的生产厂家及LED规格不同,电流、电压特性均有差异.现以白光LED典型规格为例,按照LED的电流、电压变化规律,一般应用正向电压为3.0-3.6V左右,典型值电压为3.3V,电流为20mA,当加于LED两端的正向电压超过3.6V后,正向电压很小的增加,LED的正向电流都有可能会成倍增涨,使LED发光体温升过快,从而加速LED光衰减,使LED的寿命缩短,严重时甚至烧坏LED.根据LED的电压、电流变化特性,对驱动电源的设计提出严格要求. 当前很多厂家生产的LED灯类产品(比如护栏、灯杯、投射灯),采用阻、容降压,然后加上一个稳压二极管稳压,向LED供电,这样驱动LED的方式存在极大缺陷,首先是效率低,在降压电阻上消耗大量电能,甚至有可能超过LED所消耗的电能,且无法提供大电流驱动,因为电流越大,消耗在降压电阻上的电能就越大,所以很多产品的LED不敢采用并联方式,均采用串联方式降低电流.其次是稳定电压的能力极差,无法保证通过LED电流不超过其正常工作要求,设计产品时都会采用降低LED两端电压来供电驱动,这样是以降低LED亮度为代价的.采用阻、容降压方式 驱动LED,LED的亮度不能稳定,当供电电源电压低时,LED的亮度变暗,供电电源电压高时,LED的亮度变亮些.阻、容降压方式驱动LED的最大优势是成本低. 根据LED电流、电压变化特点,采用恒压驱动LED是可行的,虽然常用的稳压电路,存在稳压精度不够和稳流能力较差的缺点,但在某些产品的应用上可能过精确设计,其优势仍然是其它驱动方式无法取代的. 采用恒流驱动方式,是比较理想的LED驱动方式,它能避免LED正向电压的改变而引起电流变动,同时恒定的电流使LED的亮度稳定.因此众多厂家选用恒流方式驱动LED. 还有一种LED驱动方式是可行的,它即不恒压,也不恒流,但通过电路的设计,当LED正向电压升高时,使驱动电流减小,保证了LED产品的安全.当然正向电压的升高只能在LED承受范围,过高也会损坏LED. 理想的LED驱动方式是采用恒压、恒流.但驱动器的成本增加.其实每种驱动方式均有优、缺点,根据LED产品的要求、应用场合,合理选用LED驱动方式,精确设计驱动电源成为关键.LED虽然在节能方面比普通光源的效率高,但是LED光源却不能像一般的光源一样可以直接使用公用电网电压,它必须配有专用电压转换设备,提供能够满足LED额定的电压和电流,才能使LED正常工作,也就所谓谓的LED专用电源. 但由于各种规格不同的LED电源的性能和转换效率各不相同,所以选择合适、高效的LED专用电源,才能真正展露出LED光源高效能的特性.因为低效率的LED电源本身就需要消耗大量电能,所以在给LED供电的过程中就无法凸显LED的节能特点.总之,LED电源在LED工作中的稳定性、节能性、寿命长短,具备重要的作用. LED的电源有哪些分类呢 一、LED电源按驱动方式可以分为两大类: A. 恒流式: 1、恒流驱动电路驱动LED是很理想的,缺点就是价格较高. 2、恒流电路虽然不怕负载短路,但是严禁负载完全开路. 3、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. 4、 要限制LED的使用数量,因为它有最大承受电流及电压值. B.稳压式: 1、稳压电路确定各项参数后,输出的是固定电压,输出的电流却随着负载的增减而变化. 2、稳压电路虽然不怕负载开路,但是严禁负载完全短路. 3、整流后的电压变化会影响LED的亮度. 4、要使每串以稳压电路驱动LED显示亮度均匀,需要加上合适的电阻才可以. 二、LED电源按电路结构可以分为六类: 1、常规变压器降压: 这种电源的优点是体积小,不足之处是重量偏重、电源效率也很低,一般在45%60%,因为可靠性不高,所以一般很少用. 2、电子变压器降压: 这种电源结构不足之处是转换效率低,电压范围窄,一般180240V,波纹干扰大. 3、电容降压: 这种方式的LED电源容易受电网电压波动的影响,电源效率低,不宜LED在闪动时使用,因为电路通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片. 4、电阻降压: 这种供电方式电源效率很低,而且系统的可靠也较低.因为电路通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压电源,并且降压电阻本身还要消耗很大部分的能量. 5、RCC降压式开关电源: 这种方式的LED电源优点是稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可在70%80%,应用较广.缺点主要是开关频率不易控制,负载电压波纹系数较大,异常情况负载适应性差. 6、PWM控制式开关电源: 目前来说,PWM控制方式设计的LED电源是比较理想的,因为这种开关电源的输出电压或电流都很稳定.电源