LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發(fā)光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動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。

簡介

LED驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發(fā)光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動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驅動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。

特點

根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)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幾點：

1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，有防水鋁殼驅動電源，質量好的話不容易壞，減少維修次數(shù)。

2.高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝

LED驅動電源在燈具內的結構，尤為重要。因為LED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.高功率因數(shù) 功率因數(shù)是電網(wǎng)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(wǎng)的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源，據(jù)說不久的將來，也許會對功率因數(shù)方面有一定的指標要求。4.驅動方式 現(xiàn)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(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)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(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統(tǒng)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(guī)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(guī)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。

綜上所述

購買驅動電源有兩點最重要一：要認準電容的品牌，其中紅寶石(Rubycom 日本)特別知名，二：是否帶IC控制芯片，因為IC控制芯片具有防止短路，過壓，過載，過溫等保護功能。只要這兩點到位的驅動電源，質量已經(jīng)非常好了。

抗干擾電容器

LED驅動電源

分類

按驅動方式

(1)恒流式:a、恒流驅動電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內變化，負載阻值小，輸出電壓就低，負載阻值越大，輸出電壓也就越高;b、恒流電路不怕負載短路，但嚴禁負載完全開路。c、恒流驅動電路驅動LED是較為理想的，但相對而言價格較高。d、應注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量;(2)穩(wěn)壓式：a、當穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;b、穩(wěn)壓電路不怕負載開路，但嚴禁負載完全短路。c、以穩(wěn)壓驅動電路驅動LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;d、亮度會受整流而來的電壓變化影響。

按電路結構

(1)電阻、電容降壓方式：通過電容降壓，在閃動使用時，由于充放電的作用，通過LED的瞬間電流極大，容易損壞芯片。易受電網(wǎng)電壓波動的影響，電源效率低、可靠性低。(2)電阻降壓方式：通過電阻降壓，受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大，不容易做成穩(wěn)壓電源，降壓電阻要消耗很大部分的能量，所以這種供電方式電源效率很低，而且系統(tǒng)的可靠也較低。(3)常規(guī)變壓器降壓方式：電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%～60%，所以一般很少用，可靠性不高。(4)電子變壓器降壓方式：電源效率較低，電壓范圍也不寬，一般180～240V，波紋干擾大。(5)RCC降壓方式開關電源：穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高，一般可以做到70%～80%，應用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù)，開關頻率不容易控制，負載電壓波紋系數(shù)也比較大，異常負載適應性差。(6)PWM控制方式開關電源：主要由四部分組成，輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關能量轉換部分。PWM開關穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內部參數(shù)及外接負載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環(huán)反饋，調節(jié)主電路開關器件導通的脈沖寬度，使得開關電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應穩(wěn)壓電源或恒流電源)。電源效率極高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護措施，屬高可靠性電源。

電源安裝位置分類

驅動電源按安裝位置可分為外置電源和內置電源。(1)外置電源顧名思義，外置電源就是把電源安裝在外面的。一般電壓比較高，對人有安全危險的，就需要外置電源。與內置電源的區(qū)別就是電源加了一個外殼，常見的有路燈。(2)內置電源就是把電源安裝在燈具內，一般都是電壓比較低，12v到24v，對人沒什么安全隱患。這個常見的有球泡燈。

發(fā)展趨勢

(1)針對LED的特點開發(fā)一系列恒壓恒流控制電子電路，利用集成電路技術將每顆LED的輸入電流控制在最佳電流值，使得LED能獲得穩(wěn)定的電流，并產(chǎn)生最高的輸出光通量。LED驅動電源在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動的情況下最好能控制LED電流的大小。(2)LED驅動電源具有智能控制功能，使LED的負載電流能夠在各種因素的影響下都能控制在預先設計的水平上。當負載電流因各種因素而產(chǎn)生變化時，初級控制IC可以通過控制開關使負載電流回到初始設計值上。(3)在控制電路電路設計方面，要向集中控制，標準模塊化，系統(tǒng)可擴展性三方面發(fā)展。在目前LED光效和光通量有限的情況下，充分發(fā)揮LED色彩多樣性的特點，開發(fā)變色LED燈飾的控制電路。

不足

LED驅動電源目前存在不足的原因：(1) 生產(chǎn)LED照明及相關產(chǎn)品的公司的技術人員對開關電源的了解不夠，做出的電源是可以正常工作，但一些關鍵性的評估及電磁兼容的考慮不夠，還是有一定得隱患;(2) 大部分LED電源生產(chǎn)企業(yè)都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源，對LED的特點及使用認識還不夠;(3) 目前關于LED的標準幾乎沒有，大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準;(4) 現(xiàn)在大部分LED電源沒有統(tǒng)一，所以量大部分都比較小。采購量小，價格就偏高，而且元器件供應商也不太配合;(5) LED電源的穩(wěn)定性：寬電壓輸入，高溫和低溫工作，過溫、過壓保護等問題都沒有一一解決;

面臨挑戰(zhàn)

第一：提高壽命，延長燈具使用時間。驅動電路整體壽命，尤其是關鍵器件如：電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命;第二：提高效率，提高燈具的光效。LED驅動器應挑戰(zhàn)更高的轉換效率，尤其是在驅動大功率LED時更是如此，因為所有未作為光輸出的功率都作為熱量耗散，電源轉換效率的過低，影響了LED節(jié)能效果的發(fā)揮;第三：降低成本，提高可購買性。目前在功率較小(1-5W)的應用場合，恒流驅動電源成本所占的比重已經(jīng)接近1/3，已經(jīng)接近了光源的成本，一定程度上影響了市場推廣。

電源設計

LED驅動電源設計并不難，但一定要心中有數(shù)。只要做到調試前計算，調試時測量，調試后老化，相信誰都可以搞好LED。1、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，但目前沒有具體的指標。2、芯片發(fā)熱這主要針對內置電源調制器的高壓驅動芯片，降低芯片的功耗，不要引入額外的功耗，做好散熱。3、功率管發(fā)熱關于這個問題，也見到過有人在論壇發(fā)過貼。功率管的功耗分成兩部分，開關損耗和導通損耗。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(fā)熱可以從以下幾個方面解決：A、不能片面根據(jù)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。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(fā)熱時，首先要想想是不是頻率選擇的有點高。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(qū)域。如果電感飽和電流夠大，可以考慮將CCM(連續(xù)電流模式)改變成DCM(非連續(xù)電流模式)，這樣就需要增加一個負載電容了。4、工作頻率降頻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(tǒng)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。5、電感或者變壓器的選擇鑒于大功率發(fā)光二極管工作電壓僅為3V,通過全橋整流將220V交流電變成直流電,在全橋上的電壓降約為1.8V,只驅動一只發(fā)光二極管工作的電能 利用效率僅為60%。必須把3只以上發(fā)光二極管串聯(lián)起來工作,才能使總的電能利用效率超過80%。

根據(jù)3基色合成白光原理,將紅、綠、藍3只1W大功率發(fā)光二極管串聯(lián)起來工作,就可以獲得相當于3W發(fā)白光的LED所達到的亮度 。同時還可以組合出6種彩色光線,滿足人們對變換彩光的喜好。

注意事項

根據(jù)電網(wǎng)的用電的特點，led特性的要求以及相關LED產(chǎn)品，在選擇LED驅動電源時要考慮到以下幾點：總體原則a、根據(jù)LED電流和電壓特點，比較理想的是使用恒流驅動。它能避免LED正向電壓的改變而引起電流變動，同時恒定的電流使LED的亮度穩(wěn)定。b、另外，LED光通量與溫度成反比，所以使用中應盡量減少電源發(fā)熱和設計良好的散熱系統(tǒng)。從而降低LED工作的環(huán)境溫度。c、為了保證LED產(chǎn)品的整體壽命，必須將LED的結溫控制在一定的范圍內，也就是要控制好LED產(chǎn)品的工作環(huán)境溫度。1 高可靠性LED產(chǎn)品主要是有LED芯片和電源，散熱外殼，控制電路等組成。其中LED電源的好壞直接影響了產(chǎn)品的好壞。特別是LED路燈產(chǎn)品，由于裝在高空，維修不方便，維修的花費也大。2 高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅動電源也要符合節(jié)能的要求。特別是電源安裝在燈具內的結構，尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內發(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 恒流驅動方式為了配合LED的伏安特性，所以LED電源必須使用恒流驅動的方式。4 浪涌保護LED抗沖擊能力比較差，所以要加強這方面的保護。特別是一些裝在戶外的產(chǎn)品，電網(wǎng)負載的啟停和雷擊都會對電源有沖擊。因此LED驅動電源的輸入端要有抑制浪涌的保護電路，避免開關瞬間損壞LED。5 溫度保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED芯片溫度負反饋，防止LED芯片PN結溫度過高。6 LED電源壽命要提高LED驅動電源壽命，就需要從多方面來改善：使用較高壽命的電容，提高電源效率，做好電源的散熱功能，優(yōu)化燈具的散熱設計。LED電源屬于開關電源，開關電源的質量與可靠性取決于其電路設計，生產(chǎn)工藝，及器件的質量。電解電容是大功率開關電源中必不可少的組成部分。 而開關電源的正常工作壽命要取決于電源所使用的電解電容的壽命，電解電容的壽命又取決于電容本身的壽命及工作溫度，電解電容在不同的溫度下其工作壽命差異很大。7 工作環(huán)境由于各個地方環(huán)境的不同，要著重考慮LED燈具工作場所的環(huán)境，如：溫度、濕度、安裝位置等。考慮到電源的工作方式，如果不加軟啟動電路，通電瞬間，輸出會有一個電壓尖峰。為更好的保護LED，所以需要加軟啟動電路。這一點正是驅動電源穩(wěn)定性的一個關鍵因素。