詳解LED驅(qū)動電源中的隔離與非隔離

　　目前在一般的led照明市場上，存在非隔離設計和隔離型驅(qū)動電源之分。

　　非隔離設計僅限于雙絕緣產(chǎn)品，例如燈泡的替代產(chǎn)品，其中LED和整個產(chǎn)品都集成并密封在非導電塑料中，因此，最終用戶并沒有任何觸電的危險。二級產(chǎn)品都是隔離型的，價格相對比較昂貴，但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方（通常在LED照明和路燈照明應用的情況下），這種產(chǎn)品必不可少。

　　帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅(qū)動電源意味著LED可以直接用手接觸而不會觸電。而無隔離變壓器的LED驅(qū)動電源雖仍可以借助防護外殼實現(xiàn)部分機械絕緣，但此時的LED在工作時并不能直接接觸。

　　絕緣型燈泡在今后將成為主流

　　物理設計決定著驅(qū)動器是隔離式還是非隔離式。安全規(guī)則通常要求使用兩個獨立的隔離層。設計師可以選擇兩種物理隔離層，即塑料散光罩和玻璃護罩，并使用非隔離式電源。如果物理隔離成本太高、存在機械困難或者吸收太多光，就必須在電源中解決電氣隔離問題。隔離式電源通常要比同等功率水平的非隔離式電源大一些。照明燈設計師必須在他們所設計的每款產(chǎn)品中進行大量的成本及設計優(yōu)化工作。

　　由于適用于不同的應用，是采用隔離的絕緣變壓器還是采用隔離的防護燈罩外殼，設計者在不同的角度考慮永遠會有不同的見解。通常，他們會從多方面去分析，例如成本與制造工藝、效率和體積、絕緣可靠性和安全規(guī)范的要求，等等。

　　帶變壓器的驅(qū)動成本較高，但也相應讓LED燈具變得更加實用，能夠滿足終端用戶偶然接觸LED的需要。當白熾燈玻璃外殼很容易被損壞時，一個E27型號的普通燈泡可被替換成為LED燈。此外，在工業(yè)區(qū)或者是辦公設備應用中的燈具并不需要接觸到終端用戶，如路燈和商場照明，這時的LED燈也確實需要隔離變壓器。

　　作為一個讓最終用戶能安全使用的產(chǎn)品，一定會考慮絕緣與隔離的可靠性。作為完整的產(chǎn)品，產(chǎn)品表面使用者能接觸到的部分一定要經(jīng)過隔離，不能讓人觸電。而從產(chǎn)品整個系統(tǒng)而言，隔離是不可避免的，區(qū)別只是設置隔離的位置不同。有些設計者采用隔離的變壓器設計，因此他們可以簡化散熱和燈罩的設計。如果用非隔離的驅(qū)動設計，在燈殼等結(jié)構(gòu)上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅(qū)動，隔離與非隔離的方案一直都同時存在。

　　中國LED驅(qū)動電源制造商們可能面對的主要挑戰(zhàn)是找到低成本的AC/DC驅(qū)動器，從而滿足在低成本電源系統(tǒng)中實現(xiàn)更嚴格的功率因子和效率表現(xiàn)。

　　未來，在空間受限且存在散熱困難的系統(tǒng)（比如LED燈具）中使用高質(zhì)量、高可靠性的電源，將不再免費。然而，在最終用戶使用過許多某款壽命在10,000小時左右的燈泡之前，要想證明其質(zhì)量高是相當困難的事情。

　　基于變壓器的隔離型LED驅(qū)動電源將是主流

　　隔離和非隔離LED驅(qū)動電源方案各有優(yōu)缺點。我們認為，ClassII將是主流，因為它簡化了LED散熱問題。ClassI或II系統(tǒng)依賴接地系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，跟安裝地點很有關(guān)系。ClassII較常見，它要求雙級或加強型隔離，也即需要變壓器磁性繞組、絕緣帶和物理隔絕。ClassI系統(tǒng)要求一個接地外殼和（或）機械障礙，而這時ClassII系統(tǒng)不需要的。

　　目前有好幾個趨勢正在推動LED照明市場的發(fā)展。首先是高亮度LED效率的不斷改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驅(qū)動電源的不斷涌現(xiàn)，其次是全球立法禁止白熾燈照明（由于其低效率）和CFL節(jié)能燈的逐步淡出（如果打破的話，它會流出對環(huán)境有害的水銀）。這些因素綜合起來正使得LED照明成為一個長期的發(fā)展趨勢。當然，低系統(tǒng)成本（包括LED、熱管理系統(tǒng)和LED驅(qū)動器）永遠是消費者廣泛采用LED通用照明的推動力。

　　事實上，在很多LED照明產(chǎn)品中，失效是一個常見現(xiàn)象，大多數(shù)是因為電源的失效，而不是LED的失效。

　　在設計層面上，這意味著OEM必須變成系統(tǒng)熱設計的專家。LED提供高效率，但它們也比白熾燈或節(jié)能燈產(chǎn)生更多的傳導熱量。由于許多LED照明應用封閉在一個很小的空間里，很難用通風的辦法來散熱。如果沒有仔細的熱設計，LED和電源驅(qū)動電路很容易因為高溫而退化或永久失效。