LED-照明驅(qū)動培訓(xùn)教程

LED照明驅(qū)動

議程

Agenda2LED照明所面臨的挑戰(zhàn)

ThechallengeofLEDlighting

LED應(yīng)用現(xiàn)狀及LED驅(qū)動方法TheledapplicationstatusAndLEDdrivermethodsLED應(yīng)用的技術(shù)瓶頸ThetechnicalneckofLEDapplication

LED驅(qū)動器現(xiàn)狀TheleddriverstatusLED驅(qū)動新產(chǎn)品設(shè)計(jì)及解決方案ThenewproductsofＬＥＤDriver南京雪常泉光電有限公司LED應(yīng)用現(xiàn)狀

LED具有壽命長、環(huán)保、響應(yīng)快速、高耐震、豐富的顯色性能等優(yōu)點(diǎn)是新近興起的綠色光源,隨著世界能源消費(fèi)的劇增和環(huán)境污染問題的日益突出及人們環(huán)保節(jié)能意識的提高.半導(dǎo)體（LED）照明成為21世紀(jì)最具發(fā)展前景的高新產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域之一.各個(gè)國家及各地方政府都紛紛出臺各種優(yōu)惠/獎(jiǎng)勵(lì)政策，大力扶持各地區(qū)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，ＬＥＤ技術(shù)及應(yīng)用也因此有了飛速的發(fā)展南京雪常泉光電有限公司不斷增加的ＬＥＤ封裝種類南京雪常泉光電有限公司不斷提高的ＬＥＤ性能單顆蕊片功率的提高從0.5Wto5w或更高更高的發(fā)光效，從最初的20lm/Wt上升到當(dāng)前的90lm/W壽命增長，從最初的１萬小時(shí)上升到當(dāng)前的５萬小時(shí)及更高南京雪常泉光電有限公司越來越廣泛的應(yīng)用隨著LED的發(fā)展，從居住；商業(yè)；交通；工廠／礦區(qū)；汽車車燈；景觀照明；軍事等領(lǐng)域都開始進(jìn)行大規(guī)模的的應(yīng)用．2008年后，在國際國內(nèi)經(jīng)濟(jì)面臨空前嚴(yán)峻考驗(yàn)的形勢下，半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)作為新一輪節(jié)能高科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展的焦點(diǎn)，得到了各級政府的大力支持和關(guān)懷，國家和各省、市紛紛出臺大力扶持半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，同時(shí)，LED產(chǎn)業(yè)的廣闊前景也獲得了投資業(yè)界的高度認(rèn)同和關(guān)注。

南京雪常泉光電有限公司LED的工作特性南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識驅(qū)動器的主要功能：無論輸入電壓如何變化無論LED(VF)正向電壓如何變化無論環(huán)境溫度如何變化．

要確保流過LED的電流是恒定的值．南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識

最早期的LED限流方式：采用恒壓源串電阻來限流的方式．在一定程度上，可防止溫度上升VF變低時(shí)IF急劇增大而燒毀．但LED的電流還是會隨溫度上升而增加電阻分擔(dān)的電壓全部變成熱量損耗，加劇了燈具內(nèi)部的溫升，效率低下．抵消了LED節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)LED的色溫會隨溫度變化．電阻分擔(dān)壓降VR：＝Vin-VF電阻上的功耗PR：＝VR＾２/RLED溫度上升ＶＦ下降電阻分壓燈具溫度上升南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識最早期的恒流方式：采用線性調(diào)節(jié)器方式架構(gòu)以及所謂的恒流IC,恒流IC二極體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)這種電路可實(shí)現(xiàn)恒流的效果，但其工作原理等效于在LED的回路中加上了一個(gè)可變電阻是通過調(diào)節(jié)晶體管的阻抗來調(diào)節(jié)LED兩端的電壓．多余的電壓降落在晶體兩端．晶體管的損耗＝IF*(Vin-VF)，這部分損耗變成熱量加劇了燈具內(nèi)部的溫升．效率低下，抵消了LED節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)這種電路只適合來做小電流的LED驅(qū)動：如手機(jī)背光／信號燈等等效電路南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識DC/DC升壓式架構(gòu)南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識DC/DC降壓式架構(gòu)南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識DistributedDCArchitectureAC/DC+DC/DC＋恒流源的分布式架構(gòu)恒壓源CV恒流源CC南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識LED是串聯(lián)還是并聯(lián)？并聯(lián)的缺點(diǎn)：由于ＬＥＤ的ＶＦ的不一致性，及每顆ＬＥＤ的ＶＦ隨溫度變化特性的不同并聯(lián)在一起在兩組LED中，ＶＦ偏底的一組電流遠(yuǎn)大于其它組的ＬＥＤ,從而使這一組的ＬＥＤ溫升較大＞VF變得更低＞電流更大．也就是說如果我們用680mA的恒流源來驅(qū)動并聯(lián)的兩組ＬＥＤ,并不是如我們想象的每組各流過340mA實(shí)際上可能一組LED的電流是470mA,另一組LED只有210mA南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識LED是串聯(lián)還是并聯(lián)？串聯(lián)的優(yōu)缺點(diǎn)：ＬＥＤ串聯(lián)是最好的選擇，這樣LEDVF的不一致性及溫度漂移均不會影響到ＬＥＤ的電流大小而且全部ＬＥＤ的亮度／光衰一致．

但很多LED全部串聯(lián)會帶來另一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，也就是一但其中有一顆LED損壞或提前終止壽命整個(gè)燈具便會滅掉．降低了燈具的可靠性．另一個(gè)問題就是如果電壓太高驅(qū)動器需要采用高壓的器件通常高壓的器件的特性都會比較差，受器件電壓的限制有些設(shè)計(jì)是無法達(dá)到要求的高電壓的．同時(shí)高壓還會應(yīng)影響到驅(qū)動器穩(wěn)定性,效率,及有高電壓過沖／不能短路等問題.南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器基礎(chǔ)知識分布式驅(qū)動：因此對于LED數(shù)量大于２４顆以上的燈具，我們從驅(qū)動器的可設(shè)計(jì)性（不大于75V)及燈具的可靠性兩方面建議客戶使用分布式多路驅(qū)動的方式．南京雪常泉光電有限公司半導(dǎo)體照明所面臨的問題當(dāng)大家都在宣傳LED的長壽命及各方面的優(yōu)點(diǎn)時(shí)，而忽略或避開了另一個(gè)決定LED燈具壽命的關(guān)鍵問題，那就是LED驅(qū)動電源的的壽命。當(dāng)前各個(gè)燈具廠商在LED實(shí)際應(yīng)用中碰到很多燈具短期內(nèi)失效等問題，其中85％是LED驅(qū)動電源的問題 重大質(zhì)量事故及高額的售后維護(hù)費(fèi)用給廠商造成巨大損失，也打擊了客戶/消費(fèi)者對ＬＥＤ照明產(chǎn)品的信心.進(jìn)而影響了整個(gè)ＬＥＤ照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。17南京雪常泉光電有限公司

1．高可靠性特別像LED路燈的驅(qū)動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。

2．高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)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(nèi)發(fā)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(wǎng)對負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點(diǎn)燈，同類負(fù)載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于10瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源，已經(jīng)對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。

4．驅(qū)動方式現(xiàn)在通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)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(diǎn)。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式，在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。是LED路燈的驅(qū)動電源的主流方向。LED驅(qū)動電源特點(diǎn)：南京雪常泉光電有限公司

5．浪涌保護(hù)LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。

6．保護(hù)功能電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。

7．防護(hù)方面燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。

8．驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配。

9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。LED驅(qū)動電源特點(diǎn)：南京雪常泉光電有限公司半導(dǎo)體照明所面臨的問題.LED驅(qū)動器的壽命

LED驅(qū)動電源的壽命主要取決于電源所用的電容類型及電源內(nèi)部的溫度。就拿著名電容品牌（臺灣立?。┑碾娙轂槔浩渫ㄓ茫?0－＋105度規(guī)格電容壽命保證值是（在105度滿負(fù)載條件下）2000小時(shí)。如果我們設(shè)計(jì)時(shí)電容紋波電流負(fù)載值最大使用到85％其壽命計(jì)算公式：

(電解電容溫度每上升10度，壽命減半）則在電容溫度65度時(shí)的壽命只能保證約4萬小時(shí).電容溫度75度時(shí)的壽命只能保證約2萬小時(shí).電容溫度85度時(shí)的壽命只能保證約1萬小時(shí).電容溫度95度時(shí)的壽命只能保證約5000小時(shí).

20南京雪常泉光電有限公司半導(dǎo)體照明所面臨的問題21環(huán)境溫度電容溫度（熱點(diǎn)溫度）電容溫度為：環(huán)境溫度＋燈具溫升＋電源溫升＋電容溫升燈具溫升電源溫升電容溫升電容溫度電容的工作溫度北方冬季夜晚戶外低達(dá)-25度以下南方夏季夜晚地表溫度高達(dá)40度以上燈具溫升取決于其散熱設(shè)計(jì)及空間大小通常大于20度電源溫升取決于其散熱設(shè)計(jì)及效率通常大于30度高頻下的電容溫升取決于其電路設(shè)計(jì)及電容品質(zhì)，通常大于５度南京雪常泉光電有限公司半導(dǎo)體照明所面臨的問題

開關(guān)電源設(shè)計(jì)的比較好的功率器件溫升在25-30度左右，設(shè)計(jì)的比較差的溫升大于35度，戶外LED電源要求防水，需采用密封式的外殼，甚至部分廠家要求灌膠導(dǎo)致殼體內(nèi)電解電容的溫度與功率器件溫度相同。LED電源通常與LED安裝在同一個(gè)空間,由于LED產(chǎn)生的大量熱本身就依靠殼體來散熱,使燈具殼體溫度上升大于20度。夏季夜晚戶外地表溫度高達(dá)40度甚至更高.因此：惡劣條件下電容溫度:大于95度

22南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動器的設(shè)計(jì)質(zhì)量：由于LED目前還沒普及/民用化，主要是一些工程應(yīng)用，ＬＥＤ電源的需求批量都相對都很小且沒有長期穩(wěn)定的需求,多數(shù)是非標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格.

因此多數(shù)大型的專業(yè)電源公司都還沒在這方面進(jìn)行投入。前期做ＬＥＤ的電源多數(shù)是一些私人小公司.這些公司在設(shè)計(jì)質(zhì)量／生產(chǎn)質(zhì)量／材料質(zhì)量方面都沒有可靠的質(zhì)量保證體糸甚至于部分還是手工作坊。

經(jīng)調(diào)查:目前市面上一些非正規(guī)LED電源廠家為節(jié)省成本都采用較廉價(jià)的1000小時(shí)非品牌廠商的低壽命電容，同時(shí)設(shè)計(jì)的電源效率低/散熱設(shè)計(jì)不合理.則實(shí)際電源在惡劣條件下(夏天環(huán)溫=40度）壽命不會超過2000小時(shí)(約3個(gè)月).在環(huán)境條件良好的條件下（環(huán)溫=25度）壽命不會超過7000小時(shí)(約10個(gè)月)23從以上可以看出.LED驅(qū)動器才是目前制約LED燈具壽命的主要瓶頸。LED驅(qū)動器現(xiàn)狀南京雪常泉光電有限公司

由于LED照明是新興的產(chǎn)業(yè),沒有可以依照的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，從而使燈具廠商在設(shè)計(jì)燈具要花費(fèi)心思去考慮LED燈具如何串并聯(lián)及空間設(shè)計(jì)．在燈具設(shè)計(jì)初期沒有考慮電源的配套問題,也沒有在設(shè)計(jì)初期跟可以合作的電源廠家溝通與合作．而是在燈具（LED基板及機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)）完成后才考慮電源的問題.而對于電源廠家來說各家的燈具設(shè)計(jì)所需求的電源參數(shù)/機(jī)構(gòu)都不同，而現(xiàn)階段各家燈具每批的需求的量又都很少，通常只有幾百到1千臺?？紤]到研發(fā)成本,電源廠家不可能為每一家廠商都定制設(shè)計(jì)一種不同的電源。即便是設(shè)計(jì)，也需要較長的周期，產(chǎn)品的成本也很高．這就造成了很多燈具廠商找不到電氣/尺寸合適的電源，而電源廠家設(shè)計(jì)的電源都有處于小批量樣品狀態(tài)，產(chǎn)品無法大批量生產(chǎn)／銷售。

24LED驅(qū)動器與燈具的配套問題：LED驅(qū)動器現(xiàn)狀南京雪常泉光電有限公司LED照明電源解決方案

因此亟需公司定位為高端標(biāo)準(zhǔn)ＬＥＤ驅(qū)動器的研發(fā)與此生產(chǎn)，致力于提供高質(zhì)量/高可靠性的標(biāo)準(zhǔn)LED驅(qū)動產(chǎn)品,以解決大功率ＬＥＤ照明所面臨的瓶頸,促進(jìn)ＬＥＤ照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展.經(jīng)過一年的市場調(diào)研,綜合多家客戶需求并結(jié)合多年來的產(chǎn)品經(jīng)驗(yàn)，于2009年推出系列標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品.使各家廠商在設(shè)計(jì)燈具時(shí)多樣化的需求25南京雪常泉光電有限公司LED驅(qū)動解決方案南京雪常泉光電有限公司27多路輸出單路輸出輸出方式1.8-6.0A18-52V1路85-270V100-150W90-270V85-270V90-264V90-264V90-264V輸入電壓功率范圍型號輸出電壓電流生產(chǎn)3W-9W3-30V1路340mA/300mA10W-38W48-85V1路30-60V1路340mA680mA48-88V2-3路340mA70W-140W24-52V4路48-88V4路680mA340mA110-220W48-88V6-10路24-52V6-10路340mA680mA340-680mAAC/DC糸列針對大功率LED路燈應(yīng)用NewLED驅(qū)動解決方案90-264V24-52V2-3路680mA30W-60W80-155W90-270V24-52V4-8路