講述LED驅(qū)動電源設(shè)計的考慮要素及通用要求

　　根據(jù)LED驅(qū)動電源的特性要求和中國電網(wǎng)的現(xiàn)用的規(guī)則以及出口國家的要求，我們在設(shè)計LED驅(qū)動電源的時候應(yīng)該要注意以下幾點要素：

　　1.驅(qū)動方式?，F(xiàn)在LED驅(qū)動電源驅(qū)動方式主要通行的有兩種：其一是直接恒流供電，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。另一種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。這兩種形式，在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。

　　2.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，維修的花費也大。所以必須保證高可靠性，像LED路燈驅(qū)動電源，對防水功能要求高，所以LED防水電源的防水功能必須要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

　　圖1：LED驅(qū)動電源設(shè)計的考慮要素

　　3.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(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。同時也符合LED節(jié)能環(huán)保的要求。LED照明節(jié)能環(huán)保是一個重要的特點和長處，所以作為LED照明心臟的LED驅(qū)動，節(jié)能環(huán)保是一個不容忽視的重要因素。

　　4.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，沒有強制性指標(biāo)。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(fù)載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源，將來對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。提高70瓦以下LED驅(qū)動電源的功率因素，也是LED驅(qū)動生產(chǎn)廠家一次好的機遇。

　　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(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LED不被損壞的能力。這個也是戶外LED照明一個重要指標(biāo)，未來的重要性不言而喻了。

　　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(fù)反饋，防止LED溫度過高。

　　7. 要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。安規(guī)自有中國的一套標(biāo)準(zhǔn)，但做安規(guī)，LED驅(qū)動電源主要是參照國外標(biāo)準(zhǔn)，因為出口比較多，所以對電磁兼容也是有要求的，達(dá)到歐盟認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)，一般是對LED驅(qū)動生產(chǎn)商的要求。

　　8.驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配。

　　LED驅(qū)動器通用要求

　　驅(qū)動LED面臨著不少挑戰(zhàn)，如正向電壓會隨著溫度、電流的變化而變化，而不同個體、不同批次、不同供應(yīng)商的LED正向電壓也會有差異;另外，LED的“色點”也會隨著電流及溫度的變化而漂移。

　　另外，應(yīng)用中通常會使用多顆LED，這就涉及到多顆LED的排列方式問題。各種排列方式中，首選驅(qū)動串聯(lián)的單串LED，因為這種方式不論正向電壓如何變化、輸出電壓(Vout)如何“漂移”，均提供極佳的電流匹配性能。當(dāng)然，用戶也可以采用并聯(lián)、串聯(lián)-并聯(lián)組合及交叉連接等其它排列方式，用于需要“相互匹配的”LED正向電壓的應(yīng)用，并獲得其它優(yōu)勢。如在交叉連接中，如果其中某個LED因故障開路，電路中僅有1個LED的驅(qū)動電流會加倍，從而盡量減少對整個電路的影響。

　　圖2：常見的LED排列方式

　　LED的排列方式及LED光源的規(guī)范決定著基本的驅(qū)動器要求。LED驅(qū)動器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED的電流，而無論輸入及輸出電壓如何變化。LED驅(qū)動器基本的工作電路示意圖如圖2所示，其中所謂的“隔離”表示交流線路電壓與LED(即輸入與輸出)之間沒有物理上的電氣連接，最常用的是采用變壓器來電氣隔離，而“非隔離”則沒有采用高頻變壓器來電氣隔離。

　　圖3：LED驅(qū)動器的基本工作電路示意圖

　　值得一提的是，在LED照明設(shè)計中，AC-DC電源轉(zhuǎn)換與恒流驅(qū)動這兩部分電路可以采用不同配置：1)整體式(integral)配置，即兩者融合在一起，均位于照明燈具內(nèi)，這種配置的優(yōu)勢包括優(yōu)化能效及簡化安裝等;2)分布式(distributed)配置，即兩者單獨存在，這種配置簡化安全考慮，并增加靈活性。

　　LED驅(qū)動器根據(jù)不同的應(yīng)用要求，可以采用恒定電壓(CV)輸出工作，即輸出為一定電流范圍下鉗位的電壓;也可以采用恒定電流(CC)輸出工作，輸出的設(shè)計能嚴(yán)格限定電流;也可能會采用恒流恒壓(CCCV)輸出工作，即提供恒定輸出功率，故作為負(fù)載的LED的正向電壓確定其電流。

　　總的來看，LED照明設(shè)計需要考慮以下幾方面的因素：

　　. 輸出功率：涉及LED正向電壓范圍、電流及LED排列方式等

　　. 電源：AC-DC電源、DC-DC電源、直接采用AC電源驅(qū)動

　　. 功能要求：調(diào)光要求、調(diào)光方式(模擬、數(shù)字或多級)、照明控制

　　. 其他要求：能效、功率因數(shù)、尺寸、成本、故障處理(保護特性)、要遵從的標(biāo)準(zhǔn)及可靠性等

　　. 更多考慮因素：機械連接、安裝、維修/替換、壽命周期、物流等