LED驅動電源九大性能特點要求

　　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九大性能特點要求：

　　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。

　　確定LED驅動電源質量的七大原則

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

　　輸出路數越多越復雜，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。另外輸出路數越多則總輸出電流也就越大，而電流是發熱的主要原因，電壓本身不直接導致發熱，簡單來說發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，發熱量將增加到原來的4倍，電流增加到原來3倍，發熱量將增加到原來9倍。綜上所述，單路或兩路輸出的LED燈電源故障率會降低很多。

　　2、智能控制是LED燈具的優勢之一，而電源是智能控制的關鍵。

　　智能控制在LED路燈和LED隧道燈照明應用上條件最成熟效果最明顯，智能控制能在不同時間段、根據道路車流密度來實現燈具功率的無級控制，既滿足應用要求，又實現巨大的節能效果，可以為公路主管單位節省大量經費。在隧道照明上的應用不但可以節能，還可以按照隧道外的亮度情況自動調節隧道出入口亮度，給司機提供一個視覺過度階段，以保證駕駛安全。

　　3、放棄大功率、超大功率，選擇較高穩定性的中小功率電源。

　　因為功率越大，發熱量越大，里面的零部件也越緊湊，不利于散熱，而溫度正是電源發生故障的罪魁禍首。再者，小功率電源相對來說發展的較為成熟，穩定性和成本方面都有優勢。其實很多大功率電源方案都沒有經過時間驗證及實踐證明，都是匆匆上馬的項目，都是實驗性的產品，因此故障層出不窮。相比之下中小功率電源因發展較早，技術方案要成熟的多。

　　4、散熱和防護是電源故障的主要外部因素。

　　不僅電源本身會發熱，燈具也會發熱，這兩種熱源如何合理的散發出去是燈具設計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，影響電源壽命。采用分離式電源方案是一個好的選擇。

　　5、維護的可行性。

　　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簡便性原則。只有把電源的更換做的跟常規照明的光源的更換那么簡便時，才能是用戶用的開心，即便是電源壞了，心情也不會太差，而用戶的心情好壞決定著LED燈廠家的命運。

　　6、防護性能。

　　防護問題也很重要，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，從實際使用中的經驗來看，旋轉接線插頭的故障率較高，多數為漏水造成故障。

　　7、模塊化設計。

　　模塊化設計已經成為當今的潮流，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問題，一定會受到用戶的歡迎，同時還需建立接口標準化，讓不同廠家的LED燈電源能夠通用。

　　總結：LED燈電源最好采用分體式設計，同時注重電源的可靠性與壽命，哪怕增加一點成本，只有站在客戶的角度去設計產品，企業才能得到長久的發展。

　　簡化LED設計的五大原則

　　芯片發熱

　　這主要針對內置電源調制器的高壓驅動芯片。假如芯片消耗的電流為2mA，300V的電壓加在芯片上面，芯片的功耗為0.6W，當然會引起芯片的發熱。驅動芯片的最大電流來自于驅動功率MOS管的消耗，簡單的計算公式為I=cvf（考慮充電的電阻效益，實際I=2cvf，其中c為功率MOS管的cgs電容，v為功率管導通時的gate電壓，所以為了降低芯片的功耗，必須想辦法降低c、v和f.如果c、v和f不能改變，那么請想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件，注意不要引入額外的功耗。再簡單一點，就是考慮更好的散熱吧。

　　功率管發熱

　　關于這個問題，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。要注意，大多數場合特別是LED市電驅動應用，開關損害要遠大于導通損耗。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。如1N60的cgs為250pF左右，2N60的cgs為350pF左右，5N60的cgs為1200pF左右，差別太大了，選擇功率管時，夠用就可以了。B、剩下的就是頻率和芯片驅動能力了，這里只談頻率的影響。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。想辦法降低頻率吧！不過要注意，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），這樣就需要增加一個負載電容了。

　　工作頻率降頻

　　這個也是用戶在調試過程中比較常見的現象，降頻主要由兩個方面導致。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統干擾大。對于前者，注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。對于后者，可以嘗試以下幾個方面：a、將最小電流設置的再小點;b、布線干凈點，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的一致性不好，偏差有點大，不過對于照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處，只有壞處，所以一定要解決。

　　電感或者變壓器的選擇

　　終于談到重點了，我還沒有入門，只能瞎說點飽和的影響了。很多用戶反應，相同的驅動電路，用a生產的電感沒有問題，用b生產的電感電流就變小了。遇到這種情況，要看看電感電流波形。有的工程師沒有注意到這個現象，直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流，這樣做可能會嚴重影響LED的使用壽命。所以說，在設計前，合理的計算是必須的，如果理論計算的參數和調試參數差的有點遠，要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時，L會變小，導致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升，那么LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下，只能看著光衰了。

　　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，也沒見過哪個專家說過。以前問過LED廠這個數據，他們說30%以內都可以接受，不過后來沒有經過驗證。建議還是盡量控制小點。如果散熱解決的不好的話，LED一定要降額使用。也希望有專家能給個具體指標，要不然影響LED的推廣。