挑选合适的中大功率LED灯具驱动电源

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  由于驱动电源对LED灯具的寿命有很大影响,因此它的性能非常关键。一些中大功率LED灯具厂商出于对性能的考虑,开始从自己生产电源逐渐向购买成熟厂商电源产品过渡。

  户外照明和亮光工程正越来越多地采用LED灯具,和传统光源相比,它拥有寿命长、亮度可调、光通量损失小、发光指向性强、抗震性能好、对环境没有污染等优点。LED光源是固态半导体光源,本身的发光特性决定其只要与驱动电源连接部分做得好,故障率就会相当低。所以就LED灯具而言,LED驱动电源质量的好坏直接决定了整个灯具的寿命。

  户外灯具的安装环境决定电源设备必须经受长年的风吹雨淋,遭受雷鸣电闪的攻击,接受暴晒和高温、大雪和严寒等各种恶劣环境(*低气温可达-40ºC,*高气温可能超过50ºC)的考验。夏季雷击对户外灯具来说是一个非常大的威胁。雷击主要有直击雷、感应雷、传导雷和开关过电压四种类型,对电源设备影响*大的就是感应雷,这种雷瞬时有可能产生5,000KV的高压,**破坏力。因此户外灯具的防雷,要求电源能过8,000KV的浪涌电压测试,其中驱动电源的抗雷性能是关键。而户外灯具的防水等级要求大于IP65,目前有许多产品已达IP68。

  由此可见,要将户外中大功率LED灯具的驱动电源做好十分不易。LED灯具厂家在如何自主开发设计LED驱动电源这个重要问题上往往进退两难。自已设计生产电源固然好,有自己的知识产权,且和自已的产品能很好地配合,但是中大功率的LED灯具每个月的产量不可能上量,能生产几十台到几百台已经很不错了,而对这些电源要求精益求精和大幅降低成本并尽快通过CE和UL认证是有困难的。

  LED驱动电源呼唤专用IC

  LED驱动电源的基本方案如图1所示,即交流市电→AC/DC转换→DC/DC恒流→LED光源。MR16、GU10、E27、Par30、Par38、筒灯、嵌灯、水底灯、洗墙灯、投光灯、隧道灯、路灯、水簇灯、植物生长灯等都需要按照这个原理设计电源。

  LED光源只能使用恒流电源才能正常及长寿命工作。市电都是以较高的交流电压输送和提供给千家万户的,而LED光源工作需要较低的VF电压和恒定不变的驱动电流IF,所以必须经AC/DC的交直流变换,且经DC/DC的稳压恒流。AC/DC转换可用集成度较高的IC组成模块电路和专业设计生产的开关电源;DC/DC的稳压恒流可用专门集成设计的IC,也有借用其他电源IC来替用的。

  LED照明驱动电源早期没有专用的驱动IC,大多是从通用的AC/DC和DC/DC电源IC借用过来。AC/DC开关电源IC是为消费电子需要多档电压输出而设计的,如电视、DVD等都是宽电源一路输入,因此需要高低不同的多路电压输出,相应地,应用电路也比较繁复。而面向这类应用的电源IC的很多功能在LED照明电路中并不需要,从而被闲置。此外,由于IC的面积因功能所需而过大,所以成本偏高。

  新的专门为LED照明而设计的驱动IC今夏以来纷纷登台。LED照明基本只需一路恒流输出,这是专为LED应用设计AC/DC驱动IC的特殊点。此外,高度集成和力求应用电路简洁使LED灯具驱动电源生产成本自然回落,促进LED照明销量快速增长。

  以**率的驱动IC为例,美国PI公司推出了新一代LED照明灯具专用驱动IC,其电源功能高度集成,应用电路简单,周边零件较少。与前一代IC相比可省去周边22个零件,节省空间和应用成本,用于6~18W灯具则效率很高,用于12~50W灯具则成本很低。上海晶丰明源半导体(BPS)公司是一家本土IC设计公司,今秋推出的BP3108也是一颗应用电路简洁的LED灯具驱动电源专用IC,芯片内部结构具有多个**,如**的可控硅调光技术可使调光无闪烁;SMART开关驱动技术可优化电源的EMI设计;**的线电压补偿技术使电源的全电压恒流精度达到1%;高精度恒流PSR技术使电源电路无需光耦和次级电流采样电路;外置MOS使输出功率大小由之。

  大功率驱动电源趋向专业生产

  如今,中大功率LED灯具的驱动电源从各厂自制开始走向向专业电源生产厂家购买新型的开关恒流源,从而既能加快产品设计周期又能保证产品质量,既能降低灯具生产厂家的风险又能使产品成本有效下降。而且产品通过CE、UL认证不再困难,LED灯具厂家产品开发速度明显加快,产品可靠性更好。选用专业生产的开关恒流源或许是中小LED灯具厂的必由之路、理性选择。

  目前专业的开关电源工厂已经设计生产出性能很好的单路、多路输出的恒压、恒流一体式隔离防水的开关恒流源。其技术性能也能满足中大功率LED照明灯具的需要,如:40~60% 余量设计使电源长时间工作不易发烫,输入90~305Vac宽电压,效率0.8~0.92,功率因素0.9~0.99,多级驱动隔离方案,5万小时耐久性测试,8,000KV浪涌测试,内外部防雷系统,防水IP67~68。

  就灯具工厂而言,中大功率LED照明灯具产品每月的生产量不可能很大,因此要做精驱动电源是很困难的。此外CE、UL认证费用不菲,只有大批量生产的厂家才有此实力和必要。因此选购带认证的开关恒流源来配套是LED路灯、投光灯、洗墙灯等大型灯具生产厂家*经济实惠和*明智的选择。专业工厂设计生产的开关恒流源将成为中大功率LED照明灯具生产厂家的**。LED照明灯具厂采取内外组合设计也是加快产品开发的*佳方案之一。

  LED灯具的寿命是用户非常关注的问题。影响LED灯具寿命的主要因素有三点。一是LED光源的光衰,这与LED管芯的质量和生产工艺、LED光源工作电流、散热有关。二是LED光源的散热,热量聚积将加速早衰。三是LED驱动电源电路。铝电解电容器的使用寿命在5,000小时以下,且与使用环境温度有很大关系,环境温度升高则电解质的损耗加快,环境温度每升高10℃,其寿命就会减少一半。105℃高温电解电容器的寿命为10,000小时,由此推算,它在95℃环境下工作理论寿命可达20,000小时。目前各电源厂商产品的品质差异还是很大的,厂商在选用LED驱动电源时要谨慎。