LED灯具品质与驱动电源关系

LED 灯具品质与驱动电源关系灯具品质与驱动电源关系 2008 2 29 发布 LED 灯具品质与驱动电源关系 LED 由于不含有毒物质 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 理论上 LED 的使用寿命在 10 万小时左右 但在实际应用过程中 有些 LED 灯具 设计人员对 LED 驱动电源认识不足或选用不当 结果使 LED 灯具产品寿命大大缩短或使 LED 灯具的优势得不到很好的发挥 由于 LED 加工制造的特殊性 导致不同的生产厂家甚至同一个生产厂家在同一批产品中所 生产的 LED 的电流 电压特性均有较大的个体差异 现以大功率 1W 白光 LED 典型规格为例 按照 LED 的电流 电压变化规律来做简要说明 一般 1W 白光应用正向电压为 3 0 3 6V 左 右 也就是说 当标称为 1W 的 LED 在流过 350 毫安电流时 它两端的电压可能在 3 1V 也可能在 3 2V 或 3 5V 也可能是其它值 为保证 1WLED 的寿命 一般 LED 生产厂家建议灯 具厂用 350mA 的电流去驱动 当通过 LED 两端的正向电流达到 350 毫安后 LED 两端的正 向电压很小的增加 都会使 LED 正向电流大幅度的上升 使 LED 温度成直线上升 从而加速 LED 光衰 使 LED 的寿命缩短 严重时甚至烧坏 LED 由于 LED 的电压 电流变化的特殊 性 因此对驱动 LED 的电源提出了严格要求 LED 驱动电源是 LED 灯具的关键所在 它就好比一个人的心脏 要制造高品质的 用于照明 的 LED 灯具必须放弃恒压方式驱动 LED 当前很多厂家生产的 LED 灯类产品 比如护栏 灯杯 投射灯 庭院灯等 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 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 这样是以牺牲 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 当然 阻 容降压方式驱动 LED 的最大优势是成本低 因此目前仍然有部分 LED 灯具企业在采用这种方式 有些厂家 为降低产品的成本 采用恒压驱动 LED 同样带来了批量生产时每个 LED 发 光亮度不均匀 LED 不能工作于最佳状态等一系列问题 恒流源驱动是最佳的 LED 驱动方式 采用恒流源驱动 不用在输出电路串联限流电阻 LED 上流过的电流也不受外界电源电压变化 环境温度变化 以及 LED 参数离散性的影响 从而能保持电流恒定 充分发挥 LED 的各种优良特性 采用 LED 恒流电源来给 LED 灯具供电 由于在电源在工作期间都会自动检测和控制流过 LED 的电流 因此 不必担心在通电的瞬间有过高的电流流过 LED 也不必担心负载短路烧 坏电源 采用恒流驱动方式 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 也便于 LED 灯具厂实施大批量生产时保证产品的一致性 因此众多厂家已 经充分认识到驱动电源的重要性 许多 LED 灯具厂家已经放弃恒压方式 而选用成本稍高的 恒流方式驱动 LED 灯具了 有些厂家担心电源驱动板选用电解电容会影响电源的寿命 其实是一种误解 比如 如果 选用 105 度 寿命为 8000 小时的高温电解电容 根据通行的电解电容寿命估算公司 每降低 10 度 寿命增加一倍 那么它在 95 度环境下工作寿命为 16000 小时 在在 85 度环境下工 作寿命为 32000 小时 在 75 度环境下工作寿命为 64000 小时 如果实际工作温度更低 那 么寿命会更长 由此看来 只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的 还有一点值得 LED 灯具企业注意 由于 LED 在工作过程中会放出大量的热量 使管芯结温迅 速上升 LED 功率越高 发热效应越大 LED 芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光 转换效率衰减 严重时甚至失效 根据实验测试表明 LED 自身温度每上升 5 摄氏度 光通量 就下降 3 因此 LED 灯具一定要注意 LED 光源本身的散热工作 在可能的情况下尽量加大 LED 光源自身的散热面积 尽量降低 LED 自身的工作温度 如果条件允许 最好能将电源部分 与光源部分隔开 一味地追求小体积而忽视灯具及电源的工作温度是不可取的 电子工程师电子工程师 谈谈 LED 日日 光灯驱动电光灯驱动电 源的要求和源的要求和 电路结构的电路结构的 问题问题 2008 3 28 13 58 58 发布 关于 LED 日光灯驱动电源的要求和电路结构的问题 我的看法是 因为电源要内置在灯里 而发热是 LED 光衰最大的杀手 所以发热一定要 小 就是效率一定得高 当然得有高效率的电源 对于 T8 一米二长的那种灯 最好是不要用 一支电源 而是用二支 两端各一只 将热量分散 从而不使热量集中在一个地方 电源的效 率主要取决于电路的结构和所用的器件 先说电路结构 有些人还说要隔离电源 我想绝对 是没必要的 因为这种东西本来就是置于灯体内部 人根本摸不到 没必要隔离 因为隔离 电源的效率比不隔离效率要低 第二是 最好输出要高电压小电流 这样的电源才能把效率 做高 现在普遍用到的是 BUCK 电路 即降压式电路 最好是把输出电压做到一百伏以上 电流定在 100MA 上那样 如驱动一百二十只 最好是三串 每串四十只 电压就是一百三十 伏 电流 60MA 这种电源用的很多 本人只是认为有一点不好 如果开关管失控通咱 LED 会玩完 现在 LED 这么贵 我比较看好升压式电路 此种电路的好处 我反复的说过 一是效 率较降压式的高些 二是电源坏了 LED 灯不会坏 这样能确保万无一失 如果烧坏一个电 源 只是损失几块钱 烧一个 LED 日光灯 就会赔掉上百元的成本 所以我一直首推还是升 压式的电源 还有就是 升压式电路 很容易把 PF 值作高 降压式的就麻烦一些 我绝对升压 式电路用于 LED 日光灯的好处还是有压倒性的强于降压式的 只是有一年缺 点 就是在 220V 市电输入情况下 负载范围比较窄 一般只能适用于 100 至 140 个一串或两串 LED 对于少于此数的 或是夹在中间的 却用起来不方便 不过现在做 LED 日光灯的 一般 60CM 长那种都是用 100 至 140 一米二的那种 一般就是用二百到二百六那样 使用起来 还是可以的 所以现在 LED 日光灯一般使用的是不隔离降压电路 还有不隔离升压电路 此种电路用于 LED 日光灯 应该可以算是本人首创 业内人士谈业内人士谈 两种两种 LED 恒流驱动控恒流驱动控 制方式制方式 2008 5 28 13 58 38 发布 两种恒流控制方式 下面要说的是 两种恒流控制模式的开关电源 从而产生两种做法 这两种做法 无论是原理 还是 器件应用 还是性能差别 相当都较大 首先说原理 第一种以现在恒流型 LED 专用 IC 为代表 主要如 9910 系列 AMC7150 凡是现在 打 LED 恒流驱动 IC 的牌子基本都是这种 且叫他恒流 IC 型的吧 但我认为这种所谓恒流 IC 做恒 流 效果却不怎么好 其控制原理相对来说较简单 就是在电源工作的原边回路 设定一个电流阀值 当原边 MOS 导通 此时电感的电流是线性上升的 当上升到一定值的时候 达到这个阀值 就关断电 流 下一周期再由触发电路触发导通 其实此种恒流应该是一种限流 我们知道 当电感量不同的时候 原边电流的形状是不同的 虽然有相同的峰值 但电流平均值不同 因此 象这种电源一般就是批量生 产时 恒流大小的一致性不太好控制 还有就是此种电源有一个特点 一般是输出电流是梯形的 即波 动式电流 输出一般是不用电解平滑的 这也是一个问题 如果电流峰值过大 会对 LED 产生影响 如 果电源的输出级没有并电解来平滑电流的那种电源 基本上都属此类 即判断是否是这种控制方式 就看其输出有没有并上电解滤波了 这种恒流我原来一直叫其为假恒流 因为其本质就是一种限流 并不是经过运放比较 而得到的恒流值 第二种恒流方式 应该可以叫做开关电源式的 这种控制方式和开关电源的恒压控制方式相似 大家都知道用 TL431 做恒压吧 因为其内部有一个 2 5 伏的基准 然后用电阻分压方式 当输出电压 高一点的时候 或低一点的时候 就产生一个比较电压 经过放大 去控制 PWM 信号 所以此种控制方 式可以很精确的控制电压 这种控制方式 需要一个基准 还需要一只运放 如果基准够准 运放放大 倍数够大 那么就定的很准 同样的 做恒流 就是需要一个恒流基准 一个运放 用电阻过流检测 作为 信号 然后用这个信号放大 去控制 PWM 可惜现在就是不太好找到很准的基准信号 常用的有三极 管 这个做基准温漂大 还有就是可以拿二极管约 1V 的导通值做基准 这样的也可以 可都不高 最好 的是用运放加 TL431 当基准 但电路复杂 但这样做的恒流电源 恒流精确度还是好控制的多 而这 种模式控制的恒流 其输出一定得加电解滤波 所以输出电源是平滑直流 不是脉动的 脉 动的话就 没法取样了 所以要判定是哪种只要看其输出是否有电解就行了 两种恒流控制模式决定了使用两类不同的器件 从而决定了两种电路器件使用不同 性能的不同 成本亦不同 以 9910 系列为代表的恒流型控制 IC 做的 LED 电源 实际是限流 控制较简单 严格的 说起来 其不属于开关电源控制的主流模式 开关电源控制的主流模式是一定要有基准和 运放的 但这种 IC 出来就只能用于 LED 很难用于其它的东西 只是因为 LED 对纹波要求 极低 但因为是只用于 LED 所以现在价格较高 基本就是使用 9910 加 MOS 管制作 输出 无电解 一般我看很多人就是用工字电感做功率转换电感的 这种电源 一般厂家的芯片资 料上有出图 基本都是降压式 我也不多说了 精于此道的人比我多的多 二是以我为代表的 即是开关电源控制模式的恒流驱动器 这种 就是以普通的开关电 源芯片为核心转换器件 这种芯片很多 如 PI 的 TNY 系列 TOP 系列 ST 的 VIPER12 VIPER22 仙童的 FSD200 等 甚至只用三极管或是 MOS 管的 RCC 等 都可以做 好处是成本低 可靠性也不错 因为普通的开关电源芯片不但价格好 而且都是经过大量使 用的经典产品 象这种 IC 其实一般集成了 MOS 管 比 9910