LED驅(qū)動(dòng)電源

本文主要是寫影響LED驅(qū)動(dòng)電源因素與提升電源壽命與電源效率方法與技巧，LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電源轉(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驅(qū)動(dòng)電源原理圖

LED的特點(diǎn)與應(yīng)用

●發(fā)光效率高，可達(dá)60-150LM/W

●節(jié)能，較同光效的白熾燈節(jié)能80%

●環(huán)保，無汞，硫及氮化物等有害氣體

●壽命長，理論壽命達(dá)到10萬小時(shí)

●安全可靠，低壓發(fā)光

●廣泛應(yīng)用于建筑外觀照明、景觀照明、室內(nèi)空間與展示照明、標(biāo)識與指示、娛樂與舞臺(tái)照明、車輛指示燈照明、視頻屏幕

影響LED照明系統(tǒng)壽命因素

1、LED燈珠

2、燈具的環(huán)境溫度

3、燈具的安裝于散熱方式

4、瓶頸就是LED驅(qū)動(dòng)電源

LED驅(qū)動(dòng)電源的要求

1、LED的V-I特性

2、需要恒流驅(qū)動(dòng)

3、需要驅(qū)動(dòng)電源有較高的效率

4、需要驅(qū)動(dòng)電源有較長的壽命與較高的可靠性

5、需要驅(qū)動(dòng)電源能滿足調(diào)光的需求

6、需要驅(qū)動(dòng)電源能安規(guī)，EMC的要求

7、需要驅(qū)動(dòng)電源能滿足能效，功率因素等要求

8、其它需求:外觀、結(jié)構(gòu)尺寸、安裝、成本、可維護(hù)性

影響LED驅(qū)動(dòng)電源壽命的因素

（1）電解電容的溫度與壽命

電容溫度65℃時(shí)的壽命只能保證約8萬小時(shí)；電容溫度75℃時(shí)的壽命只能保證約4萬小時(shí)；電容溫度85℃時(shí)的壽命只能保證約2萬小時(shí)；電容溫度95℃時(shí)的壽命只能保證約1萬小時(shí)；從以上的推算：電解電容溫度每上升10℃，壽命將會(huì)減半。

（二）電源工作的環(huán)境溫度

如果是密閉環(huán)境，需要足夠的降額設(shè)計(jì)來保證可靠性與壽命

（三）電源的整機(jī)效率

效率的高低決定電源本身的發(fā)熱大小

（四）電源的散熱結(jié)構(gòu)

盡量減少發(fā)熱器件到散熱器件的熱阻

（五）關(guān)鍵元器件的失效

控制IC，MOSFET，次級整流二極管

（六）瞬間失效

電網(wǎng)的雷擊感應(yīng)，浪涌電壓，大負(fù)載啟動(dòng)

（七）運(yùn)輸、包裝

1、劇烈碰撞，振動(dòng)

2、惡劣環(huán)境中受潮、霉變、腐蝕。

提升LED驅(qū)動(dòng)電源壽命的方法

1、盡量不使用或少使用電解電容

2、元器件需降額使用，特別是功率器件與磁性元件

3、保證驅(qū)動(dòng)電源的功率余量，一般為正常輸出的1.5-2倍

4、采用恒流驅(qū)動(dòng)LED，并盡量控制輸出電壓的紋波

5、盡量采用外置式的驅(qū)動(dòng)電源，并做好電源的散熱工作

6、在設(shè)計(jì)初期，要考慮到驅(qū)動(dòng)電源工作的極端條件，設(shè)計(jì)好各種保護(hù)電路，提高驅(qū)動(dòng)電源的可靠性。

7、嚴(yán)格按照“三防”來設(shè)計(jì)電源。比如：防潮、防鹽霧、防霉菌、防震，防水，防雷

8、盡量做好LED燈具的散熱工作，并提高LED電源的工作效率

提高LED驅(qū)動(dòng)電源效率技巧解析

1.主電流回路PCB盡量短。LAYPCB的經(jīng)驗(yàn)，及布局，這個(gè)沒什么，快速的方法就是多看大廠的作品。

2.優(yōu)化變壓器參數(shù)設(shè)計(jì)，減少振鈴帶來的渦流損耗。這個(gè)比較難，先要把電磁基礎(chǔ)知識掌握，設(shè)計(jì)合理的變壓器，最要緊的是耐心，哪怕是想到能提高0.5%的效率，也要去嘗試。

3.合理選用開關(guān)器件。這個(gè)就是成本和性能的平衡了，什么樣的客戶要求，用什么樣的器件，但得合理。如果要效率，毫無疑問COOL MOS ，低VF輸出二極管。

4.輸入EMI部分優(yōu)化設(shè)計(jì)如果過安規(guī)，這部分考究得比較多，主要就是經(jīng)驗(yàn)了。

5.選擇高效率的拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)這個(gè)是方案選型的開始，例如PWM和QR PFM，當(dāng)前提客戶提出效率要求，就要評估選什么樣的拓補(bǔ)。

6.選擇好的電解電容很多人忽略了這個(gè)，電解的損耗很大，陳永真老師有個(gè)文章中就有詳細(xì)的解說。

7.啟動(dòng)部分功耗設(shè)計(jì)有效率的前提下，就要考慮，很多芯片都有HV啟動(dòng)腳，啟動(dòng)電流也越做越低，這點(diǎn)就是要對新型器件多了解，當(dāng)然了，還有外加電路無損啟動(dòng)等，不適合LED驅(qū)動(dòng)。

8.芯片輔助供電優(yōu)化這點(diǎn)在ST的L6562D應(yīng)用文檔中有指出15V為最佳，但LED一般又為寬電壓輸出，所以我的選擇是加一級線性穩(wěn)壓，使芯片工作在15V來降低損耗。

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