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LED驱动电源常见问题 - 关于LED驱动电源，你了解多少？
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作者：春波绿影日 16:53
[导读] LED驱动电源常见难题 为了节能省电，LED得到了很大的推行，但LED都需求有个电源驱动，其好坏会直接影响LED的寿数，因而如何做好一个LED驱动电源是LED电
　　LED驱动电源常见难题
　　为了节能省电，LED得到了很大的推行，但LED都需求有个电源驱动，其好坏会直接影响LED的寿数，因而如何做好一个LED驱动电源是LED电源描绘者的重中之重。本文分析了一些LED驱动电源的难题，期望能够对工程师供给一点协助。
　　1、驱动电路直接影响LED寿命
　　咱们所说的LED驱动包括数码驱动和类推驱动两类，数码驱动指数字电路驱动，包括数字调光操控，RGB全彩变幻等。类推驱动指类推电路驱动，包括AC恒流开关电源，DC恒流操控电路。驱动电路由电子元件组成，包括半导体元件，电阻，电容，电感等，这些元件都有运用寿数，任何一个器材失效都会致使整个电路的失效或许有些功用失效。 LED的运用寿数是5-10万小时，按5万小时算，接连点亮，有近6年的寿数。开关电源的寿数是很难到达6年的，市面上出售的开关电源质保期通常是2-3年，到达6年质保的电源是军品级别的，价钱是通常电源的4-6倍，通常的灯具厂是很难承受的。所以LED灯具的毛病多为驱动电路毛病。
　　2、散热难题
　　LED为冷光源，作业结温不能超过限值，描绘时还要留必定余量。整个灯具的描绘要思考外形漂亮，装置便利，配光，散热等许多方面难题，要在许多要素中寻求平衡点，这样全体的灯具才是最棒的.LED灯具的开展时刻不长，能够学习的经历不多，许多描绘都是不断完善的。有些LED灯具厂家所用电源为外协或许外购，灯具描绘师对电源知道不多，给LED的散热空间较大，给电源的散热空间较小。通常是描绘好灯具后再找适宜的电源来配套，这样就给电源的配套带来必定的难度。常常碰到因灯具内部空间较小或许内部温度较高，并且本钱操控较低，无法配到适宜电源。有些LED灯具厂有电源研制才干，在开端描绘灯具前期进行评价，电源的描绘同步进行，就能处理以上难题。在描绘中要归纳思考LED的散热和电源的散热，全体操控灯具的温升，这样才干描绘出较好的灯具。
　　3、电源描绘中的难题
　　a，功率描绘。尽管LED光效高，可是还有80-85%的热能损耗，致使灯具内部有20-30度的温升，若是室温25度状况，灯具内部就有45-55度，电源长时刻在高温环境下作业，要确保寿命就必须加大功率余量，通常留到1.5-2倍的余量。
　　b，元件选型。灯具内部温度45-55度状况下，电源内部温升还有20度左右，则元件邻近的温度要到达65-75度。有些元件在高温状况参数会飘移，还有些寿命会缩短，所以器材要挑选能在较高温度长时刻运用的，特别注意电解电容和导线。
　　C，电功能描绘。开关电源对准LED的参数描绘，主要是恒流参数，电流的巨细决议LED的亮度，若是批量电流差错较大，则整批灯的亮度不均匀。并且温度的改变也能致使电源输出电流偏移。通常是批量差错操控在+/-5%以内，才干确保灯的亮度共同.LED的正向压降有误差，电源描绘的恒流电压规模要包括LED的电压规模。多个LED串连运用时分，最小压降乘以串连数量为下限电压，最大压降乘以串连数量为上限电压，电源的恒流电压规模要比这个规模稍宽些，通常上下限各留1-2V余量。
　　d，PCB布板描绘.LED灯具留给电源的尺度较小（除非是电源外置的），所以在PCB描绘上需求较高，要思考的要素也多。安全间隔要留够，需求输入和输出阻隔的电源，一次侧电路和二次侧电路需求耐压VAC，在PCB上至少要留够3MM的间隔。若是是金属外壳的灯具，则整个电源的布板还要思考高压有些和外壳的安全间隔。若是没有空间确保安全间隔状况下就要运用其他办法确保绝缘，比如在PCB上打孔，加绝缘纸，灌封绝缘胶等。别的布板还要思考热量均衡，发热元件要均匀分布，不能会集放置，防止部分温度升高。电解电容远离热源，减缓老化，延伸运用寿数。
　　e，认证难题。目前国内还没有对准LED灯具的规范，国家相关部分正在研讨制定，国内出售的灯具认证是参照照明灯具的规范，外销的是做CE或UL等认证，还有些参照国外的LED灯具规范来做。所以对准这种状况，开关电源的描绘要一起满意以上的这些规范是比拟艰难的，咱们只能对准不一样的需求满意不一样的认证。
　　4、运用参数。
　　外购电源在挑选上主要看恒流和恒流的电压规模。恒流值挑选为LED的规范电流偏下。电压规模的挑选要适中，尽量不要挑选较大规模，防止功率的糟蹋。
　　LED驱动电源电路的3种保护方法
　　1.保护LED电路中采用保险丝（管）
　　由于保险丝是一次性的，且反应速度慢，效果差、使用麻烦，所以保险丝不适宜用于LED灯成品中，因为LED灯现在主要是在城市的光彩工程和亮化工程。它要求LED保护电路要很苛刻：在超出正常使用电流时能立即启动保护，让LED的供电通路就被断开，使LED和电源都能得到保护，在整个灯正常后又能够自动恢复供电，不影响LED工作。电路不能太复杂体积不能太大，成本还要低。所以采用保险丝的方式实现起来很困难。
　　2.使用瞬态电压抑制二极体（简称TVS）
　　瞬态电压抑制二极体是一种二极体形式的高效能保护器件。当它的两极受到反向瞬态高能量冲击时，能以10的负12次方秒极短时间的速度，使自己两极间的高阻立即降低为低阻，吸收高达数千瓦的浪涌功率，把两极间的电压钳位元在一个预定的电压值，有效的保护了电子线路中的精密元器件。瞬态电压抑制二极体具有回应时间快、瞬态功率大、漏电流低、击穿电压偏差一致性好、钳位元电压较易控制、无损坏极限、体积小等优点。
　　但是在实际使用中发现要寻找满足要求电压值的TVS器件很不容易。 LED光珠的损坏主要是因为电流过大使芯片内部过热造成的。 TVS只能探测过电压不能探测过电流。要选择合适的电压保护点很难掌握，这种器件就无法生产也就很难在实际中使用。
　　3.选择自恢复保险丝
　　自恢复保险丝又称为高分子聚合物正温度热敏电阻PTC，是由聚合物与导电粒子等构成。在经过特殊加工后，导电粒子在聚合物中构成链状导电通路。当正常工作电流通过（或元件处于正常环境温度）时，PTC自恢复保险丝呈低阻状态；当电路中有异常过电流通过（或环境温度升高）时，大电流（或环境温度升高）所产生的热量使聚合物迅速膨胀，也就切断了导电粒子所构成的导电通路，PTC自恢复保险丝呈高阻状态；当电路中过电流（超温状态）消失后，聚合物冷却LED驱动电源，体积恢复正常，其中导电粒子又重新构成导电通路，PTC自恢复保险丝又呈初始的低阻状态。在正常工作状态自恢复保险管的发热很小，在异常工作状态它的发热很高阻值就很大，也就限制了通过它的电流，从而起到了保护作用。在具体的电路中，可以选择：
　　①分路保护。一般LED灯是分成很多串接支路。我们可以在每个支路的前面加一支PTC元件分别进行保护。这种方式的好处是精确性高，保护的可靠性好。
　　②总体保护。在所有光珠的前面加接一支PTC元件，对整灯进行保护。这种方式的好处是简单，不占体积。对于民用产品来说，这种保护在实际使用中的结果还是令人满意的。
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　　对于LED驱动电源的干扰问题我想并不好解决，其主要原因是干扰是基本上防不胜防的，面对大小不一的种种干扰如何能把这个问题做好，就需要找到问题的根源。一、LED驱动电源产生干扰的原因　　LED驱动电源首先将工频交流整流为直流，再逆变为高频，最后经过整流滤波电路输出，得到稳定的直流电压，因此自身含有大量的谐波干扰。同时，由于变压器的漏感和输出二极管的反向恢复电流造成的尖峰，都形成了电磁干扰。开关电源中的干扰源主要集中在电压、电流变化大的元器件上，突出表现在开关管、二极管、高频变压器上面。　　①开关电路产生的电磁干扰　　开关电路是开关电源的主要干扰源之一。开关电路是开关电源的核心（同样LED路灯电源与LED隧道灯驱动电源也一样），主要由开关管和高频变压器组成。它产生的du/dt具有较大幅度的脉冲，频带较宽且谐波丰富。这种脉冲干扰产生的主要原因是：开关管负载为高频变压器初级线圈，是感性负载。在开关管导通瞬间，初级线圈产生很大的涌流，并在初级线圈的两端出现较高的浪涌尖峰电压；在开关管断开瞬间，由于初级线圈的漏磁通，致使一部分能量没有从一次线圈传输到二次线圈，储藏在电感中的这部分能量将和集电极电路中的电容、电阻形成带有尖峰的衰减振荡，叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰。电源电压中断会产生与初级线圈接通时一样的磁化冲击电流瞬变，这种瞬变是一种传导型电磁干扰，既影响变压器初级，还会使传导干扰返回配电系统，造成电网谐波电磁干扰，从而影响其他设备的安全和经济运行。　　②整流电路产生的电磁干扰　　整流电路中，在输出整流二极管截止时有一个反向电流，它恢复到零点的时间与结电容等因素有关。其中，能将反向电流迅速恢复到零的二极管称为硬恢复特性二极管，这种二极管在变压器漏感和其他分布参数的影响下将产生较强的高频干扰，其频率可达几十MHz。高频整流回路中的整流二极管正向导通时有较大的正向电流流过，在其受反偏电压而转向截止时，由于PN结中有较多的载流子积累，因而在载流子消失之前的一段时间里，电流会反向流动，致使载流子消失的反向恢复电流急剧减少而发生很大的电流变化。　　③高频变压器　　高频变压器的初级线圈、开关管和滤波电容构成的高频开关电流环路可能会产生较大的空间辐射，形成辐射干扰。如果电容滤波容量不足或高频特性不好，电容上的高频阻抗会使高频电流以差模方式传导到交流电源中形成传导干扰。需要注意的是，在二极管整流电路产生的电磁干扰中，整流二极管反向恢复电流的di/dt远比续流二极管反向恢复电流的di/dt大得多。作为电磁干扰源来研究，整流二极管反向恢复电流形成的干扰强度大、频带宽。但是，整流二极管产生的电压跳变远小于功率开关管导通和关断时产生的电压跳变。因此，也可不计整流二极管产生的│dv/dt│影响，把整流电路当成电磁干扰耦合通道的一部分来研究。　　④分布电容引起的干扰　　开关电源工作在高频状态，因而其分布电容不可忽略。一方面，散热片与开关管集电极间的绝缘片接触面积较大，且绝缘片较薄，因此两者间的分布电容在高频时不能忽略。高频电流会通过分布电容流到散热片上，再流到机壳地，产生共模干扰；另一方面，脉冲变压器的初次级之间存在着分布电容，可将原边电压直接耦合到副边上，在副边作直流输出的两条电源线上产生共模干扰。　　⑤杂散参数影响耦合通道的特性　　在传导干扰频段（&30MHz），多数开关电源干扰的耦合通道是可以用电路网络来描述的。但是，开关电源中的任何一个实际元器件，如电阻、电容、电感乃至开关管、二极管都包含有杂散参数，且研究的频带愈宽，等值电路的阶次愈高。因此，包括各元器件杂散参数和元器件间的耦合在内的开关电源的等效电路将复杂得多。在高频时，杂散参数对耦合通道的特性影响很大，分布电容的存在成为电磁干扰的通道。另外，在开关管功率较大时，集电极一般都需加上散热片，散热片与开关管之间的分布电容在高频时不能忽略，它能形成面向空间的辐射干扰和电源线传导的共模干扰。二、开关电源电磁干扰的控制技术　　要解决开关电源的电磁干扰问题，可从3个方面入手：1）减小干扰源产生的干扰信号；2）切断干扰信号的传播途径；3）增强受干扰体的抗干扰能力。因此，开关电源电磁电磁干扰要控制技术主要有：电路措施、EMI滤波、元器件选择、屏蔽和印制电路板抗干扰设计等。　　①减少开关电源本身的干扰● 软开关技术：在原有的硬开关电路中增加电感和电容元件，利用电感和电容的谐振，降低开关过程中的du/dt和di/dt，使开关器件开通时电压的下降先于电流的上升，或关断时电流的下降先于电压的上升，来消除电压和电流的重叠。● 开关频率调制技术：通过调制开关频率fc，把集中在fc及其谐波2fc、3fc…上的能量分散到它们周围的频带上，以降低各个频点上的EMI幅值。该方法不能降低干扰总量，但能量被分散到频点的基带上，从而使各个频点都不超过EMI规定的限值。为了达到降低噪声频谱峰值的目的，通常有两种处理方法：随机频率法和调制频率法。　● 元器件的选择：选择不易产生噪声、不易传导和辐射噪声的元器件。通常特别值得注意的是，二极管和变压器等绕组类元器件的选用。反向恢复电流小、恢复时间短的快速恢复二极管是开关电源高频整流部分的理想器件。● 共模干扰的有源抑制技术：设法从主回路中取出一个与导致电磁干扰的主要开关电压波形完全反相的补偿EMI噪声电压，并用它去平衡原开关电压。● 滤波：EMI滤波器的主要目的之一，就是要在150kHz～30MHz的频段范围获得较高的插入损耗，但对频率为50Hz工频信号不产生衰减，使额定电压、电流顺利通过，同时还必须满足一定的尺寸要求。任何电源线上的传导干扰信号，均可用差模和共模信号来表示。在一般情况下，差模干扰幅度小，频率低，所造成的干扰较小；共模干扰幅度大，频率高，还可以通过导线产生辐射，所造成的干扰较大。因此，欲削弱传导干扰，把EMI信号控制在有关EMC标准规定的极限电平以下，最有效的方法就是在开关电源输入和输出电路中加装电磁干扰滤波器。● PCB设计：PCB抗干扰设计主要包括PCB布局、布线及接地，其目的是减小PCB的电磁辐射和PCB上电路之间的串扰。开关电源布局的最佳方法与其电气设计类似。在确定PCB的尺寸形状后，再确定特殊元器件（如各种发生器、晶振等）的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。● 减小电磁干扰的缓冲电路：其由线性阻抗稳定网络组成，作用是消除在供电电力线内潜在的干扰，包括电力线干扰、电快速瞬变，电涌，电压高低变化和电力线谐波等。这些干扰对一般稳压电源来说，影响不是很大，但对高频开关电源的影响显著。　　　②切断干扰信号的传播途径―共模、差模电源线滤波器设计　　电源线干扰可以使用电源线滤波器滤除。一个合理有效的开关电源EMI滤波器应该对电源线上差模和共模干扰都有较强的抑制作用。　　 ③增强敏感电路的抗干扰能力这主要包括屏蔽和接地两种方式。/
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LED驱动电源的空载输出电压问题
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一般低功率的LED驱动器采用横流输出模式，其输出电压主要由负载决定（LED的正向导通压降或者负载电阻),而且目前市场上这类的驱动电源大多采用降压电路进行设计的，所以当输出不接任何负载的情况下，其输出电压
就由输入电压决定，以金升阳KC24H-700R产品为例，输入电压范围为5.5-46，输出电压范围为3.3-36，但是在空载情况下，其输出电压会达到43V左右，超出了正常输出电压范围要求。所以一般的LED横流驱动器是不允许空载使用的。
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降压LED驱动器的输入与输出的正常压差有多大？
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春天花开会 发表于
降压LED驱动器的输入与输出的正常压差有多大？
感谢您的关注，般的小功率LED驱动器采用BUCK电路进行设计，压降一般是2-4V之间，最好是能保证输入与输出间有4V的压差
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如果输入电压低于36V，那就算空载使用也不会损坏产品吧？
从现在起，要做一个看帖必留脚印的人！
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电源小小达人 发表于
如果输入电压低于36V，那就算空载使用也不会损坏产品吧？
空载输出，输入电压不超过规格要求应该是没有问题的，求解
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mmuuss586 发表于
加开路保护
好办法，顶
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春天花开会 发表于
降压LED驱动器的输入与输出的正常压差有多大？
一般BUCK电路设计的产品压降好像在2V左右吧
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降压式设计&&相对比较可靠& &楼主
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cjhk 发表于
降压式设计&&相对比较可靠& &楼主
电路简单 ，参数易计算也是很多电源采用此设计方式的原因。
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学习学习&&谢谢了&&开路保护&&我觉得不需要吧
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有什么好的好的避免方法额?
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开路保护，难不难呢？
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如果led损坏，怎么办？
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这样岂不是要损坏驱动器了？
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预防电路设计怎么弄的
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