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开关电源在LED照明中的设计与应用 1帖?? HYPERLINK /people/262816 \t _blank star8549营长?4132008-05-28 15:58 1, 驱动电路直接影响LED寿命 我们所说的LED驱动包括数字驱动和模拟驱动两类,数字驱动指数字电路驱动,包括数字调光控制,RGB全彩变幻等.模拟驱动指模拟电路驱动,包括AC恒流开关电源,DC恒流控制电路.驱动电路由电子元件组成,包括半导体元件,电阻,电容,电感等,这些元件都有使用寿命,任何一个器件失效都会导致整个电路的失效或者部分功能失效. LED的使用寿命是5-10万小时,按5万小时算,连续点亮,有近6年的寿命.开关电源的寿命是很难达到6年的,市面上出售的开关电源质保期一般是2-3年,达到6年质保的电源是军品级别的,价格是普通电源的4-6倍,一般的灯具厂是很难接受的.所以LED灯具的故障多为驱动电路故障. 2, 散热问题 LED为冷光源,工作结温不能超过限值,设计时还要留一定余量.整个灯具的设计要考虑外形美观,安装方便,配光,散热等很多方面问题,要在众多因素中寻求平衡点,这样整体的灯具才是最好的.LED灯具的发展时间不长,可以借鉴的经验不多,很多设计都是不断完善的.有些LED灯具厂家所用电源为外协或者外购,灯具设计师对电源了解不多,给LED的散热空间较大,给电源的散热空间较小.一般是设计好灯具后再找合适的电源来配套,这样就给电源的配套带来一定的难度.经常碰到因灯具内部空间较小或者内部温度较高,而且成本控制较低,无法配到合适电源.有些LED灯具厂有电源研发能力,在开始设计灯具初期进行评估,电源的设计同步进行,就能解决以上问题.在设计中要综合考虑LED的散热和电源的散热,整体控制灯具的温升,这样才能设计出较好的灯具. 3, 电源设计中的问题 a,功率设计.虽然LED光效高,但是还有80-85%的热能损耗,致使灯具内部有20-30度的温升,如果室温25度情况,灯具内部就有45-55度,电源长时间在高温环境下工作,要保证寿命就必须加大功率余量,一般留到1.5-2倍的余量. b,元件选型.灯具内部温度45-55度情况下,电源内部温升还有20度左右,则元件附近的温度要达到65-75度.有些元件在高温情况参数会飘移,还有些寿命会缩短,所以器件要选择能在较高温度长时间使用的,特别注意电解电容和导线. C,电性能设计.开关电源针对LED的参数设计,主要是恒流参数,电流的大小决定LED的亮度,如果批量电流误差较大,则整批灯的亮度不均匀.而且温度的变化也能致使电源输出电流偏移.一般是批量误差控制在+/-5%以内,才能保证灯的亮度一致.LED的正向压降有偏差,电源设计的恒流电压范围要包含LED的电压范围.多个LED串连使用时候,最小压降乘以串连数量为下限电压,最大压降乘以串连数量为上限电压,电源的恒流电压范围要比这个范围稍宽些,一般上下限各留1-2V余量. d,PCB布板设计.LED灯具留给电源的尺寸较小(除非是电源外置的),所以在PCB设计上要求较高,要考虑的因素也多.安全距离要留够,要求输入和输出隔离的电源,一次侧电路和二次侧电路要求耐压1500-2000VAC,在PCB上至少要留够3MM的距离.如果是金属外壳的灯具,则整个电源的布板还要考虑高压部分和外壳的安全距离.如果没有空间保证安全距离情况下就要利用其他措施保证绝缘,比如在PCB上打孔,加绝缘纸,灌封绝缘胶等.另外布板还要考虑热量均衡,发热元件要均匀分布,不能集中放置,避免局部温度升高.电解电容远离热源,减缓老化,延长使用寿命. e,认证问题.目前国内还没有针对LED灯具的标准,国家相关部门正在研究制订,国内销售的灯具认证是参照照明灯具的标准,外销的是做CE或UL等认证,还有些参照国外的LED灯具标准来做.所以针对这种情况,开关电源的设计要同时满足以上的这些标准是比较困难的,我们只能针对不同的要求满足不同的认证. 4, 电源应用中的问题 a,使用参数.外购电源在选择上主要看恒流和恒流的电压范围.恒流值选择为LED的标准电流偏下.电压范围的选择要适中,尽量不要选择较大范围,避免功率的浪费. b,最好选择外置电源.灯具内部的温度较高,会影响电源的使用寿命.如果在设计上面允许情况下尽量选择电源外置,或者电源的安装远离LED的散热器. ?? C,工作温度选择要有一定余量.一般开关电源标称工作温度-10—55度,指的是在这个温度范围内可以工作,并不代表可以在极限温度情况长时间工作.如果灯具内部温度为55度情况下,选择开关电源最高工作温度应为65或70度. ?? D,在工程使用中的问题.小功率的LED灯在工程中经常是并联很多在一路开关中使用,在通电瞬间电路电压下降很多,响应时间