什么是LED驅(qū)動(dòng)電源

LED驅(qū)動(dòng)電源把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開關(guān)控制器、電感器、開關(guān)元器件（MOSfet）、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據(jù)不同場(chǎng)合要求、還要有輸入過壓保護(hù)電路、輸入欠壓保護(hù)電路，LED開路保護(hù)、過流保護(hù)等電路。

LED驅(qū)動(dòng)電源的特點(diǎn)

（1）高可靠性

特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。

（2）高效率

LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。

（3）高功率因素

功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大，但晚上使用照明量大，同類負(fù)載太集中，會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源，據(jù)說不久的將來，也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。

（4）驅(qū)動(dòng)方式 現(xiàn)在通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電也就是“中科慧寶”改采用的驅(qū)動(dòng)方式，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式，在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。

（5）浪涌保護(hù)

LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌，有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此分析“中科慧寶”的驅(qū)動(dòng)電源在浪涌保護(hù)方面應(yīng)該有一定的欠缺，而至于電源及燈具頻繁更換，LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。

（6）保護(hù)功能

電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高；要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

LED驅(qū)動(dòng)電源的分類

（1）恒流式

恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高； 恒流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路； 恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是較為理想的，但相對(duì)而言價(jià)格較高； 應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量。

（2）穩(wěn)壓式

當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化； 穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路； 以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均； 亮度會(huì)受整流而來的電壓變化影響。

確定LED驅(qū)動(dòng)電源質(zhì)量的七大原則

1、放棄4路以上輸出，發(fā)展單路或兩路輸出，放棄大電流和超大電流，發(fā)展小電流。

輸出路數(shù)越多越復(fù)雜，不同出路之間的電流干擾解決起來成本很高，如不解決則故障率較高。另外輸出路數(shù)越多則總輸出電流也就越大，而電流是發(fā)熱的主要原因，電壓本身不直接導(dǎo)致發(fā)熱，簡(jiǎn)單來說發(fā)熱量與電流的平方成正比，也就是說電流增加到原來的2倍的話，發(fā)熱量將增加到原來的4倍，電流增加到原來3倍，發(fā)熱量將增加到原來9倍。綜上所述，單路或兩路輸出的LED燈電源故障率會(huì)降低很多。

2、智能控制是LED燈具的優(yōu)勢(shì)之一，而電源是智能控制的關(guān)鍵。

智能控制在LED路燈和LED隧道燈照明應(yīng)用上條件最成熟效果最明顯，智能控制能在不同時(shí)間段、根據(jù)道路車流密度來實(shí)現(xiàn)燈具功率的無級(jí)控制，既滿足應(yīng)用要求，又實(shí)現(xiàn)巨大的節(jié)能效果，可以為公路主管單位節(jié)省大量經(jīng)費(fèi)。在隧道照明上的應(yīng)用不但可以節(jié)能，還可以按照隧道外的亮度情況自動(dòng)調(diào)節(jié)隧道出入口亮度，給司機(jī)提供一個(gè)視覺過度階段，以保證駕駛安全。

3、放棄大功率、超大功率，選擇較高穩(wěn)定性的中小功率電源。

因?yàn)楣β试酱螅l(fā)熱量越大，里面的零部件也越緊湊，不利于散熱，而溫度正是電源發(fā)生故障的罪魁禍?zhǔn)?。再者，小功率電源相?duì)來說發(fā)展的較為成熟，穩(wěn)定性和成本方面都有優(yōu)勢(shì)。其實(shí)很多大功率電源方案都沒有經(jīng)過時(shí)間驗(yàn)證及實(shí)踐證明，都是匆匆上馬的項(xiàng)目，都是實(shí)驗(yàn)性的產(chǎn)品，因此故障層出不窮。相比之下中小功率電源因發(fā)展較早，技術(shù)方案要成熟的多。

4、散熱和防護(hù)是電源故障的主要外部因素。

不僅電源本身會(huì)發(fā)熱，燈具也會(huì)發(fā)熱，這兩種熱源如何合理的散發(fā)出去是燈具設(shè)計(jì)工程師必須考慮的問題，一定要防止熱量的過度集中，形成熱島效應(yīng)，影響電源壽命。采用分離式電源方案是一個(gè)好的選擇。

5、維護(hù)的可行性。

電源的故障問題不可能完全避免，成都朝月光電提出了維護(hù)簡(jiǎn)便性原則。只有把電源的更換做的跟常規(guī)照明的光源的更換那么簡(jiǎn)便時(shí)，才能是用戶用的開心，即便是電源壞了，心情也不會(huì)太差，而用戶的心情好壞決定著LED燈廠家的命運(yùn)。

6、防護(hù)性能。

防護(hù)問題也很重要，水分的滲透可能引起電源的短路，外殼上的沙塵會(huì)影響電源的散熱，暴曬則容易引起高溫和電線及其他元器件的老化，從實(shí)際使用中的經(jīng)驗(yàn)來看，旋轉(zhuǎn)接線插頭的故障率較高，多數(shù)為漏水造成故障。

7、模塊化設(shè)計(jì)。

模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)成為當(dāng)今的潮流，必須在模塊電源一體化上想辦法，如果電源能用插拔的方式解決維護(hù)問題，一定會(huì)受到用戶的歡迎，同時(shí)還需建立接口標(biāo)準(zhǔn)化，讓不同廠家的LED燈電源能夠通用。

LED驅(qū)動(dòng)電源常見問題

1、LED驅(qū)動(dòng)電路直接影響LED壽命

咱們所說的LED驅(qū)動(dòng)包括數(shù)碼驅(qū)動(dòng)和類推驅(qū)動(dòng)兩類，數(shù)碼驅(qū)動(dòng)指數(shù)字電路驅(qū)動(dòng)，包括數(shù)字調(diào)光操控，RGB全彩變幻等。類推驅(qū)動(dòng)指類推電路驅(qū)動(dòng)，包括AC恒流開關(guān)電源，DC恒流操控電路。驅(qū)動(dòng)電路由電子元件組成，包括半導(dǎo)體元件，電阻，電容，電感等，這些元件都有運(yùn)用壽數(shù)，任何一個(gè)器材失效都會(huì)致使整個(gè)電路的失效或許有些功用失效。 LED的運(yùn)用壽數(shù)是5-10萬小時(shí)，按5萬小時(shí)算，接連點(diǎn)亮，有近6年的壽數(shù)。開關(guān)電源的壽數(shù)是很難到達(dá)6年的，市面上出售的開關(guān)電源質(zhì)保期通常是2-3年，到達(dá)6年質(zhì)保的電源是軍品級(jí)別的，價(jià)錢是通常電源的4-6倍，通常的燈具廠是很難承受的。所以LED燈具的毛病多為驅(qū)動(dòng)電路毛病。

2、LED驅(qū)動(dòng)電源散熱難題

LED為冷光源，作業(yè)結(jié)溫不能超過限值，描繪時(shí)還要留必定余量。整個(gè)燈具的描繪要思考外形漂亮，裝置便利，配光，散熱等許多方面難題，要在許多要素中尋求平衡點(diǎn)，這樣全體的燈具才是最棒的.LED燈具的開展時(shí)刻不長，能夠?qū)W習(xí)的經(jīng)歷不多，許多描繪都是不斷完善的。有些LED燈具廠家所用電源為外協(xié)或許外購，燈具描繪師對(duì)電源知道不多，給LED的散熱空間較大，給電源的散熱空間較小。通常是描繪好燈具后再找適宜的電源來配套，這樣就給電源的配套帶來必定的難度。常常碰到因燈具內(nèi)部空間較小或許內(nèi)部溫度較高，并且本錢操控較低，無法配到適宜電源。有些LED燈具廠有電源研制才干，在開端描繪燈具前期進(jìn)行評(píng)價(jià)，電源的描繪同步進(jìn)行，就能處理以上難題。在描繪中要?dú)w納思考LED的散熱和電源的散熱，全體操控?zé)艟叩臏厣@樣才干描繪出較好的燈具。

3、LED驅(qū)動(dòng)電源描繪中的難題

a、功率描繪。盡管LED光效高，可是還有80-85%的熱能損耗，致使燈具內(nèi)部有20-30度的溫升，若是室溫25度狀況，燈具內(nèi)部就有45-55度，電源長時(shí)刻在高溫環(huán)境下作業(yè)，要確保壽命就必須加大功率余量，通常留到1.5-2倍的余量。

b、元件選型。燈具內(nèi)部溫度45-55度狀況下，電源內(nèi)部溫升還有20度左右，則元件鄰近的溫度要到達(dá)65-75度。有些元件在高溫狀況參數(shù)會(huì)飄移，還有些壽命會(huì)縮短，所以器材要挑選能在較高溫度長時(shí)刻運(yùn)用的，特別注意電解電容和導(dǎo)線。

c、電功能描繪。開關(guān)電源對(duì)準(zhǔn)LED的參數(shù)描繪，主要是恒流參數(shù)，電流的巨細(xì)決議LED的亮度，若是批量電流差錯(cuò)較大，則整批燈的亮度不均勻。并且溫度的改變也能致使電源輸出電流偏移。

e、認(rèn)證難題。目前國內(nèi)還沒有對(duì)準(zhǔn)LED燈具的規(guī)范，國家相關(guān)部分正在研討制定，國內(nèi)出售的燈具認(rèn)證是參照照明燈具的規(guī)范，外銷的是做CE或UL等認(rèn)證，還有些參照國外的LED燈具規(guī)范來做。所以對(duì)準(zhǔn)這種狀況，開關(guān)電源的描繪要一起滿意以上的這些規(guī)范是比擬艱難的，咱們只能對(duì)準(zhǔn)不一樣的需求滿意不一樣的認(rèn)證。

4、LED驅(qū)動(dòng)電源運(yùn)用參數(shù)。

外購驅(qū)動(dòng)電源在挑選上主要看恒流和恒流的電壓規(guī)模。恒流值挑選為LED的規(guī)范電流偏下。電壓規(guī)模的挑選要適中，盡量不要挑選較大規(guī)模，防止功率的糟蹋。

LED驅(qū)動(dòng)電源的保護(hù)方法

1、保護(hù)LED驅(qū)動(dòng)電源中采用保險(xiǎn)絲（管）

由于保險(xiǎn)絲是一次性的，且反應(yīng)速度慢，效果差、使用麻煩，所以保險(xiǎn)絲不適宜用于LED燈成品中，因?yàn)長ED燈現(xiàn)在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保護(hù)電路要很苛刻：在超出正常使用電流時(shí)能立即啟動(dòng)保護(hù)，讓LED的供電通路就被斷開，使LED和電源都能得到保護(hù)，在整個(gè)燈正常后又能夠自動(dòng)恢復(fù)供電，不影響LED工作。電路不能太復(fù)雜體積不能太大，成本還要低。所以采用保險(xiǎn)絲的方式實(shí)現(xiàn)起來很困難。

2、LED驅(qū)動(dòng)電源使用瞬態(tài)電壓抑制二級(jí)體

瞬態(tài)電壓抑制二級(jí)體是一種二極體形式的高效能保護(hù)器件。當(dāng)它的兩極受到反向瞬態(tài)高能量沖擊時(shí)，能以10的負(fù)12次方秒極短時(shí)間的速度，使自己兩極間的高阻立即降低為低阻，吸收高達(dá)數(shù)千瓦的浪涌功率，把兩極間的電壓鉗位元在一個(gè)預(yù)定的電壓值，有效的保護(hù)了電子線路中的精密元器件。瞬態(tài)電壓抑制二極體具有回應(yīng)時(shí)間快、瞬態(tài)功率大、漏電流低、擊穿電壓偏差一致性好、鉗位元電壓較易控制、無損壞極限、體積小等優(yōu)點(diǎn)。

但是在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)要尋找滿足要求電壓值的TVS器件很不容易。 LED光珠的損壞主要是因?yàn)殡娏鬟^大使芯片內(nèi)部過熱造成的。 TVS只能探測(cè)過電壓不能探測(cè)過電流。要選擇合適的電壓保護(hù)點(diǎn)很難掌握，這種器件就無法生產(chǎn)也就很難在實(shí)際中使用。

3、LED驅(qū)動(dòng)電源選擇自恢復(fù)保險(xiǎn)絲

自恢復(fù)保險(xiǎn)絲又稱為高分子聚合物正溫度熱敏電阻PTC，是由聚合物與導(dǎo)電粒子等構(gòu)成。當(dāng)正常工作電流通過（或元件處于正常環(huán)境溫度）時(shí)，PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈低阻狀態(tài)；當(dāng)電路中有異常過電流通過（或環(huán)境溫度升高）時(shí)，大電流（或環(huán)境溫度升高）所產(chǎn)生的熱量使聚合物迅速膨脹，也就切斷了導(dǎo)電粒子所構(gòu)成的導(dǎo)電通路，PTC自恢復(fù)保險(xiǎn)絲呈高阻狀態(tài)；在正常工作狀態(tài)自恢復(fù)保險(xiǎn)管的發(fā)熱很小，在異常工作狀態(tài)它的發(fā)熱很高阻值就很大，也就限制了通過它的電流，從而起到了保護(hù)LED驅(qū)動(dòng)電源的作用。

如何解決LED驅(qū)動(dòng)電源的易損壞問題

為解決LED驅(qū)動(dòng)電源故障率高、維護(hù)難等問題，通過對(duì)LED發(fā)光原理及電源需求分析，結(jié)合目前實(shí)際應(yīng)用情況，我們嘗試在LED道路照明中采用低壓直流供電模式。通過直流供電不僅降低LED驅(qū)動(dòng)電源故障率，還可降低道路照明的安全風(fēng)險(xiǎn)，并為未來電動(dòng)汽車充電提供便利。

隨著發(fā)光二極管（LED）技術(shù)的不斷發(fā)展，LED照明從室內(nèi)逐步向室外拓展。LED在道路照明領(lǐng)域推廣緩慢其原因是道路照明功率大、運(yùn)行環(huán)境惡劣等。大功率LED路燈經(jīng)過一段時(shí)間的跟蹤檢測(cè)，部分LED燈具陸續(xù)出現(xiàn)故障。通過對(duì)故障的分析，我們發(fā)現(xiàn)LED驅(qū)動(dòng)電源損壞所占比例高達(dá)90%。雖然LED路燈理論使用壽命長達(dá)5萬小時(shí)（13.7年），但其驅(qū)動(dòng)電路的壽命較短，約為1.2萬小時(shí)（3年）。驅(qū)動(dòng)電源成為制約LED路燈使用壽命的短板。同時(shí)由于LED驅(qū)動(dòng)電源需與LED顆粒相匹配，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各供應(yīng)商生產(chǎn)的驅(qū)動(dòng)電源輸出接口不統(tǒng)一，質(zhì)量良莠不齊，給LED路燈維修帶來不便，且更換驅(qū)動(dòng)電源的費(fèi)用較高。

LED驅(qū)動(dòng)電源被納入國家3C強(qiáng)制認(rèn)證范疇。電源問題已成為影響到LED燈具的推廣應(yīng)用的重要因素。只有解決LED電源問題，才能打開LED燈具在道路照明中的應(yīng)用。

一、LED顆粒對(duì)電源的要求

為解決LED電源問題，我們需要了解LED顆粒的基本工作原理及其對(duì)電源的供電需求。

目前道路照明中使用的LED燈具為整體發(fā)光結(jié)構(gòu)，包含LED光源及電源兩部分。LED光源是由一定數(shù)量的大功率LED顆?；炻?lián)（先串后并）成一個(gè)整體發(fā)光芯片。單個(gè)LED其實(shí)就是一個(gè)二極管，當(dāng)在二極管兩端施加一定的正向電壓激發(fā)P-N結(jié)傳導(dǎo)電流，LED就能發(fā)出光。單顆LED的標(biāo)稱電壓為3.4V±0.2V（實(shí)際工作電壓約2.8～3.8V）。工作電流與功率和亮度相關(guān)，不同功率的LED，電流不同。通常來講，功率越大電流越高則發(fā)出的光越多。道路照明中使用的大功率1W LED顆粒的標(biāo)稱電流為350mA。

通過對(duì)實(shí)際應(yīng)用的LED燈具的結(jié)構(gòu)分析，我們可以清楚看到LED燈具是由一定數(shù)量的LED顆粒串聯(lián)后得到一個(gè)工作電壓為40.8V±2.4V的LED串，再將這些LED串進(jìn)行并聯(lián)得到一個(gè)工作電流為3.5A的LED燈具。計(jì)算損耗，該燈具對(duì)電源的需求為48V/3.5A。

二、LED驅(qū)動(dòng)電源

現(xiàn)有的路燈供電線路為220V交流電，必須進(jìn)行降壓、整流、穩(wěn)流三個(gè)步驟方可為LED燈具提供穩(wěn)定的低壓直流電源。先將220V交流電降壓成48V低壓的交流電，然后將低壓的交流電經(jīng)橋式整流變換成低壓的直流電，較后再通過高效率的開關(guān)穩(wěn)壓器變換成恒流源，為LED顆粒提供恒定的電流。

為降低芯片故障率，多數(shù)廠家選擇少串多并的組合方式，現(xiàn)有LED燈具電壓需求多為48V，每個(gè)LED燈具對(duì)電源的電壓和電流要求可能略有不同，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)整燈的電壓和電流選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源。

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