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LED驅動電源的知識 來源: | 發布時間:2015-10-06 |點擊:5367次
        LED驅動電源的知識 
目前LED均采用直流驅動,因此在市電與LED之間需要加一個電源適配器即LED驅動電源.它的功能是把交流市電轉換成合適LED的直流電.根據電網的用電規則和LED的驅動特性要求,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,維修不方便,維修的花費也大. 
  2.高效率      LED是節能產品,驅動電源的效率要高.對于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.高功率因素  功率因素是電網對負載的要求.一般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一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污染.對于30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標要求. 
  4.驅動方式    現在通行的有兩種:其一是一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,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點另一種是直接恒流供電,LED串聯或并聯運行.它的優點是成本低一點,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,在一段時間內并存.多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好.也許是以后的主流方向. 
  5.浪涌保護    LED抗浪涌的能力是比較差的,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.由于電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網系統會侵入各種浪涌,有些浪涌會導致LED的損壞.因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入,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. 

       LED由于環保、壽命長、光電效率高等眾多優點,近年來在各行業應用得以快速發展,LED的驅動電源成了關注熱點,理論上,LED的使用壽命在10萬小時以上,但在實際應用過程中,由于驅動電源的設計及驅動方式選擇不當,使LED極易損壞. 

       我們設計LED驅動電源時,有必要知道LED電流、電壓特性,由于LED的生產廠家及LED規格不同,電流、電壓特性均有差異.現以白光LED典型規格為例,按照LED的電流、電壓變化規律一般應用正向電壓為3.0-3.6V左右,典型值電壓為3.3V,電流為20mA,當加于LED兩端的正向電壓超過3.6V后,正向電壓很小的增加,LED的正向電流都有可能會成倍增漲,使LED發光體溫升過快,從而加速LED光衰減,使LED的壽命縮短,嚴重時甚至燒壞LED.根據LED的電壓、電流變化特性,對驅動電源的設計提出嚴格要求. 

       當前很多廠家生產的LED燈類產品(比如護欄、燈杯、投射燈),采用阻、容降壓,然后加上一個穩壓二極管穩壓,向LED供電,這樣驅動LED的方式存在極大缺陷,首先是效率低,在降壓電阻上消耗大量電能,甚至有可能超過LED所消耗的電能,且無法提供大電流驅動,因為電流越大,消耗在降壓電阻上的電能就越大,所以很多產品的LED不敢采用并聯方式,均采用串聯方式降低電流.其次是穩定電壓的能力極差,無法保證通過LED電流不超過其正常工作要求,設計產品時都會采用降低LED兩端電壓來供電驅動,這樣是以降低LED亮度為代價的.采用阻、容降壓方式驅動LED,LED的亮度不能穩定,當供電電源電壓低時,LED的亮度變暗,供電電源電壓高時,LED的亮度變亮些.阻、容降壓方式驅動LED的最大優勢是成本低. 

       根據LED電流、電壓變化特點,采用恒壓驅動LED是可行的,雖然常用的穩壓電路,存在穩壓精度不夠和穩流能力較差的缺點,但在某些產品的應用上可能過精確設計,其優勢仍然是其它驅動方式無法取代的. 

        采用恒流驅動方式,是比較理想的LED驅動方式,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.因此眾多廠家選用恒流方式驅動LED. 還有一種LED驅動方式是可行的,它即不恒壓,也不恒流,但通過電路的設計,當LED正向電壓升高時,使驅動電流減小,保證了LED產品的安全.當然正向電壓的升高只能在LED承受范圍,過高也會損壞LED. 

       理想的LED驅動方式是采用恒壓、恒流.但驅動器的成本增加.其實每種驅動方式均有優、缺點,根據LED產品的要求、應用場合,合理選用LED驅動方式,精確設計驅動電源成為關鍵.LED雖然在節能方面比普通光源的效率高,但是LED光源卻不能像一般的光源一樣可以直接使用公用電網電壓,它必須配有專用電壓轉換設備,提供能夠滿足LED額定的電壓和電流,才能使LED正常工作,也就所謂謂的LED專用電源. 

      但由于各種規格不同的LED電源的性能和轉換效率各不相同,所以選擇合適、高效的LED專用電源,才能真正展露出LED光源高效能的特性.因為低效率的LED電源本身就需要消耗大量電能,所以在給LED供電的過程中就無法凸顯LED的節能特點.總之,LED電源在LED工作中的穩定性、節能性、壽命長短,具備重要的作用. 


LED的電源有哪些分類呢 
一、LED電源按驅動方式可以分為兩大類: 
A. 恒流式: 
1、恒流驅動電路驅動LED是很理想的,缺點就是價格較高. 
2、恒流電路雖然不怕負載短路,但是嚴禁負載完全開路. 
3、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一定范圍內變化. 
4、要限制LED的使用數量,因為它有最大承受電流及電壓值. 
B.穩壓式: 
1、穩壓電路確定各項參數后,輸出的是固定電壓,輸出的電流卻隨著負載的增減而變化. 
2、穩壓電路雖然不怕負載開路,但是嚴禁負載完全短路. 
3、整流后的電壓變化會影響LED的亮度. 
4、要使每串以穩壓電路驅動LED顯示亮度均勻,需要加上合適的電阻才可以. 
二、LED電源按電路結構可以分為六類: 
1、常規變壓器降壓: 
這種電源的優點是體積小,不足之處是重量偏重、電源效率也很低,一般在45%~60%,因為可靠性不高,所以一般很少用. 
2、電子變壓器降壓: 
這種電源結構不足之處是轉換效率低,電壓范圍窄,一般180~240V,波紋干擾大. 
3、電容降壓: 
這種方式的LED電源容易受電網電壓波動的影響,電源效率低,不宜LED在閃動時使用,因為電路通過電容降壓,在閃動使用時,由于充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片. 
4、電阻降壓: 
這種供電方式電源效率很低,而且系統的可靠也較低.因為電路通過電阻降壓,受電網電壓變化的干擾較大,不容易做成穩壓電源,并且降壓電阻本身還要消耗很大部分的能量. 
5、RCC降壓式開關電源: 
這種方式的LED電源優點是穩壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可在70%~80%,應用較廣.缺點主要是開關頻率不易控制,負載電壓波紋系數較大,異常情況負載適應性差. 
6、PWM控制式開關電源: 
目前來說,PWM控制方式設計的LED電源是比較理想的,因為這種開關電源的輸出電壓或電流都很穩定.電源轉換效率極高,一般都可以高達80%~90%,并且輸出電壓、電流十分穩定.這種方式的LED電源主要由四部分組成它們分別是: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.而且這種電路都有完善的保護措施,屬于高可靠性電源


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