您所在的位置 > 首页 > 行業資訊 > LED驅動電源發展趨勢及特點
0

LED驅動電源發展趨勢及特點

信息來源 : 網絡 發佈時間:2014-07-19 06:07 | 1428 次瀏覽

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電源轉換器,通常情況下:LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。


 根據電網的用電規則和LED驅動電源的特性要求,在選擇和設計LED驅動電源時要考慮到以下幾點:


1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,有防水鋁殼驅動電源,質量好的話不容易壞,減少維修次數。


2.高效率 LED是節能產品,驅動電源的效率要高。對於電源安裝在燈具內的結構,尤為重要。因為LED的發光效率隨著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,在燈具內發熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。


3.高功率因數 功率因數是電網對負載的要求。壹般70瓦以下的用電器,沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低壹點對電網的影響不大,但晚上大家點燈,同類負載太集中,會對電網產生較嚴重的汙染。對於30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因數方面有壹定的指標要求。


4.驅動方式 現在通行的有兩種:其壹是壹個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,壹路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高壹點。另壹種是直接恒流供電,LED串聯或並聯運行。它的優點是成本低壹點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在壹段時間內並存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以後的主流方向。


5.浪湧保護 LED抗浪湧的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由於電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網系統會侵入各種浪湧,有些浪湧會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪湧的侵入,保護LED不被損壞的能力。


6.保護功能 電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。


7.防護方面 燈具外安裝型,電源結構要防水、防潮,外殼要耐曬。


8.驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。


9.要符合安規和電磁兼容的要求。

隨著LED的應用日益廣泛,LED驅動電源的性能將越來越適合LED的要求。

綜上所述,購買驅動電源有兩點最重要

壹:要認準電容的品牌,其中紅寶石(Rubycom 日本)特別知名,恒英(HY 國產)比較常見,當然價格要比其他不適品牌電容要貴幾毛錢。

二:是否帶IC控制芯片,因為IC控制芯片具有止短路,過壓,過載,過溫等保護功能。

只要這兩點到位的驅動電源,質量已經非常好了。


LED驅動電源的分類

  按驅動方式

(1)LED恒流式:
a、恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在壹定範圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
b、恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路。
c、恒流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高。
d、應註意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數量;
(2)LED穩壓式:
a、當穩壓電路中的各項參數確定以後,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
b、穩壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路。
c、以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
d、亮度會受整流而來的電壓變化影響。

 按LED驅動電路結構

(1)電阻、電容降壓方式:通過電容降壓,在閃動使用時,由於充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片。易受電網電壓波動的影響,電源效率低、可靠性低。
(2)電阻降壓方式:通過電阻降壓,受電網電壓變化的幹擾較大,不容易做成穩壓電源,降壓電阻要消耗很大部分的能量,所以這種供電方式電源效率很低,而且系統的可靠也較低。
(3)常規變壓器降壓方式:電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、壹般只有45%~60%,所以壹般很少用,可靠性不高。
(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓範圍也不寬,壹般180~240V,波紋幹擾大。
(5)RCC降壓方式開關電源:穩壓範圍比較寬、電源效率比較高,壹般可以做到70%~80%,應用也較廣。由於這種控制方式的振蕩頻率是不連續,開關頻率不容易控制,負載電壓波紋系數也比較大,異常負載適應性差。
(6)PWM控制方式開關電源:主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩壓控制部分、開關能量轉換部分。PWM開關穩壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內部參數及外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋,調節主電路開關器件導通的脈沖寬度,使得開關電源的輸出電壓或電流穩定(即相應穩壓電源或恒流電源)。電源效率極高,壹般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩定。壹般這種電路都有完善的保護措施,屬高可靠性電源。

LED驅動電源安裝位置分類

驅動電源按安裝位置可分為外置電源和內置電源。
(1)外置電源
顧名思義,外置電源就是把電源安裝在外面的。壹般電壓比較高,對人有安全危險的,就需要外置電源。與內置電源的區別就是電源加了壹個外殼,常見的有路燈。
(2)內置電源

就是把電源安裝在燈具內,壹般都是電壓比較低,12v到24v,對人沒什麽安全隱患。這個常見的有球泡燈。


LED驅動電源的發展越趨  

(1)針對LED的特點開發壹系列恒壓恒流控制電子電路,利用集成電路技術將每顆LED的輸入電流控制在最佳電流值,使得LED能獲得穩定的電流,並產生最高的輸出光通量。LED驅動電源在輸入電壓和環境溫度等因素發生變動的情況下最好能控制LED電流的大小。
(2)LED驅動電源具有智能控制功能,使LED的負載電流能夠在各種因素的影響下都能控制在預先設計的水平上。當負載電流因各種因素而產生變化時,初級控制IC可以通過控制開關使負載電流回到初始設計值上。
(3)在控制電路電路設計方面,要向集中控制,標準模塊化,系統可擴展性三方面發展。

  (4)在目前LED光效和光通量有限的情況下,充分發揮LED色彩多樣性的特點,開發變色LED燈飾的控制電路。


LED驅動電源目前存在不足的原因:
(1) 生產LED照明及相關產品的公司的技術人員對開關電源的了解不夠,做出的電源是可以正常工作,但壹些關鍵性的評估及電磁兼容的考慮不夠,還是有壹定得隱患;
(2) 大部分LED電源生產企業都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源,對LED的特點及使用認識還不夠;
(3) 目前關於LED的標準幾乎沒有,大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準;
(4) 現在大部分LED電源沒有統壹,所以量大部分都比較小。采購量小,價格就偏高,而且元器件供應商也不太配合;

  (5) LED電源的穩定性:寬電壓輸入,高溫和低溫工作,過溫、過壓保護等問題都沒有壹壹解決;


LED驅動電源面臨的挑戰

第壹:提高壽命,延長燈具使用時間。驅動電路整體壽命,尤其是關鍵器件如:電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命;
第二:提高效率,提高燈具的光效。LED驅動器應挑戰更高的轉換效率,尤其是在驅動大功率LED時更是如此,因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散,電源轉換效率的過低,影響了LED節能效果的發揮;

  第三:降低成本,提高可購買性。目前在功率較小(1-5W)的應用場合,恒流驅動電源成本所占的比重已經接近1/3,已經接近了光源的成本,壹定程度上影響了市場推廣。


LED驅動電源設計

LED驅動電源設計並不難,但壹定要心中有數。只要做到調試前計算,調試時測量,調試後老化,相信誰都可以搞好LED。

1、LED電流大小
大家都知道LEDripple過大的話,LED壽命會受到影響,影響有多大,但目前沒有具體的指標。
2、芯片發熱
這主要針對內置電源調制器的高壓驅動芯片,降低芯片的功耗,不要引入額外的功耗,做好散熱。
3、功率管發熱
關於這個問題,也見到過有人在論壇發過貼。功率管的功耗分成兩部分,開關損耗和導通損耗。LED市電驅動應用,開關損害要遠大於導通損耗。開關損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動能力和工作頻率有關,所以要解決功率管的發熱可以從以下幾個方面解決:
A、不能片面根據導通電阻大小來選擇MOS功率管,因為內阻越小,cgs和cgd電容越大。
B、剩下的就是頻率和芯片驅動能力了,這裏只談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比,所以功率管發熱時,首先要想想是不是頻率選擇的有點高。當頻率降低時,為了得到相同的負載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導致電感進入飽和區域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮將CCM(連續電流模式)改變成DCM(非連續電流模式),這樣就需要增加壹個負載電容了。
4、工作頻率降頻
降頻主要由兩個方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統幹擾大。對於前者,註意不要將負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會高點。對於後者,可以嘗試以下幾個方面:a、將最小電流設置的再小點;b、布線幹凈點,特別是sense這個關鍵路徑;c、將電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;d、加RC低通濾波吧,這個影響有點不好,C的壹致性不好,偏差有點大,不過對於照明來說應該夠了。
5、電感或者變壓器的選擇
鑒於大功率發光二極管工作電壓僅為3V,通過全橋整流將220V交流電變成直流電,在全橋上的電壓降約為1.8V,只驅動壹只發光二極管工作的電能 利用效率僅為60%。必須把3只以上發光二極管串聯起來工作,才能使總的電能利用效率超過80%。
  根據3基色合成白光原理,將紅、綠、藍3只1W大功率發光二極管串聯起來工作,就可以獲得相當於3W發白光的LED所達到的亮度 。同時還可以組合出6種彩色光線,滿足人們對變換彩光的喜好。


根據電網的用電的特點,led特性的要求以及相關LED產品,在選擇LED驅動電源時要考慮到以下幾點:
總體原則
a、根據LED電流和電壓特點,比較理想的是使用恒流驅動。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動,同時恒定的電流使LED的亮度穩定。
b、另外,LED光通量與溫度成反比,所以使用中應盡量減少電源發熱和設計良好的散熱系統。從而降低LED工作的環境溫度。
c、為了保證LED產品的整體壽命,必須將LED的結溫控制在壹定的範圍內,也就是要控制好LED產品的工作環境溫度。
1 高可靠性
LED產品主要是有LED芯片和電源,散熱外殼,控制電路等組成。其中LED電源的好壞直接影響了產品的好壞。特別是LED路燈產品,由於裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
2 高效率
LED是節能產品,驅動電源也要符合節能的要求。特別是電源安裝在燈具內的結構,尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內發熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
3 恒流驅動方式
為了配合LED的伏安特性,所以LED電源必須使用恒流驅動的方式。
4 浪湧保護
LED抗沖擊能力比較差,所以要加強這方面的保護。特別是壹些裝在戶外的產品,電網負載的啟停和雷擊都會對電源有沖擊。因此LED驅動電源的輸入端要有抑制浪湧的保護電路,避免開關瞬間損壞LED。
5 溫度保護功能
電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED芯片溫度負反饋,防止LED芯片PN結溫度過高。
6 LED電源壽命
要提高LED驅動電源壽命,就需要從多方面來改善:使用較高壽命的電容,提高電源效率,做好電源的散熱功能,優化燈具的散熱設計。LED電源屬於開關電源,開關電源的質量與可靠性取決於其電路設計,生產工藝,及器件的質量。電解電容是大功率開關電源中必不可少的組成部分。 而開關電源的正常工作壽命要取決於電源所使用的電解電容的壽命,電解電容的壽命又取決於電容本身的壽命及工作溫度,電解電容在不同的溫度下其工作壽命差異很大。
7 工作環境
由於各個地方環境的不同,要著重考慮LED燈具工作場所的環境,如:溫度、濕度、安裝位置等。
考慮到電源的工作方式,如果不加軟啟動電路,通電瞬間,輸出會有壹個電壓尖峰。為更好的保護LED,所以需要加軟啟動電路。這壹點正是驅動電源穩定性的壹個關鍵因素。

該信息來源於網絡,如有侵權,請及時與我們聯繫!QQ留言

用戶評論

暫且沒有評論!

您可以在此與其他用戶分享您的想法(字數限制:不少於5個字符)

您將以遊客身份發表評論,如果您是本站會員,可以 [點此登錄],或者 [點此註冊] 成為本站會員