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第八期

风采八期-200W大功率LED驱动电源可靠性设计一些看法

点击次数:  更新时间:2013-01-29 10:05:59  【打印此页】  【关闭
 随着LED发光效率的提高以及成本的不断下降,LED应用以由亮度要求不高的特殊照明和景观照明领域向普通白光照明领域扩展。LED是一种固态冷光源,具有环保、发光高效、寿命长体积小,重量轻、响应时间短,是继白炽灯、荧光灯和高压HID灯之后的第四代光源。
    LED灯故障多数是由于驱动电源引起的,LED的寿命长达100000h,但与之配套的驱动电源的寿命仅为10000h。所以照明装置能否应用推广的关键环节之一是其驱动电源问题,大功率LED驱动电源的可靠性应从如下几方面因素考虑。
★ 防水及降温处理  
    驱动电源目前大家通用的方式是灌胶,而胶导热系数的差异直接影响电源的散热效果。
     (1)选择符合高耐寒要求的胶,防止在超低温下胶体开裂等失效现象,要考虑灌注胶温度对器件性能的影响,不能选用灌注温度过高的胶,灌注温度应低于150 ℃,选用- 40 ~ + 150 的高品质胶。
     (2)胶体的电气绝缘性能等级要符合要求。 
    (3)选用具有较高阻燃性能的灌胶,如果LED 灯电源在使用时发生火灾,将会造成生命和财产安全问题。
     (4)胶体的固化收缩率对电源器件会产生很大影响,固化收缩率过大的胶将导致元器件连接应力的过大,导致器件变形甚至损坏。因此要选用收缩率较小的胶体,通常选用固化收缩率小于0. 1%的胶体。
★ 高效率架构驱动电源电路设计 
       目前LED 驱动电源存在效率低,发热量大,输出电压电流不稳定,可靠性差等问题,很难达到要求,虽然开关电源可采用的拓扑结构众多但我们公司采用LLC谐振半桥转换器在满足这些应用方面拥有独特的优势,效率高,保护功能完善,低EMI干扰,本设计能够很好地提高LED 驱动电源的可靠性。
★ 电路的EMC防护 
(1)LED灯的驱动电源受安装环境条件的影响,很容易受到电磁干扰,特别是雷击干扰,所以要达到一定的标准。例如,防雷要求要达到D级,线线之间电压承受±6KV,线地之间±6KV。当电网侧产生脉动瞬态干扰时,利用输入端LC吸收网络和压敏电阻来抑制瞬变传导产生的干扰,吸收输入端的浪涌和脉冲,确保LED 驱动电源稳定性。
(2)为提高有功功率利用率,减小无功损耗,用电设备的功率因数越高,则无功功率损耗越小,设备就越节能,符合当今倡导的绿色、环保、节能产品发展要求,也是今后产品开发主流。本产品利用功率因数校正专用芯片L6562校正,校正的同时也会产生大量的电流谐波和无功功率,造成电网的污染。这种谐波污染不仅会使电网电压发生畸变,而且还会造成用电设备的故障和损坏,在电路输入、输出端采用共模、差模吸收网络能得到有效抑制。
★ 产品安全设计 
     产品的安全性是整体设计最重要的组成部分,电路在设计时考虑到产品的可靠性同时,对产品的安全性也做了全面考虑,输入、输出端具有3KV电压隔离,以保护电网和用电设备及人身安全。整机符合VDE标准随着大功率LED的发展,成本也会逐步降低,其驱动电源的设计也将随即得到发展,大功率LED将很快应用在各个领域中,并普及到每个家庭,这也是照明行业一次历史性变革,并最终取代白炽灯。高可靠驱动电源也是未来逐步更新、完善的主题。
                            (技术部 郑连成 提供)