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LED开关电源可靠性

2012/5/23 14:44:37      点击:

         LED本身的负载特性大大影响了用开关电源驱动它的可靠性。LED的负载特性,即伏安特性,属二极管特性。在一定区间内,LED两端电压的升高,使其电流的增长呈指数式,爆炸型的增长。故很多用开关电源驱动的LED灯具,表现出很多不稳定特性。原因就是,开关电源的输出,并不是很干净的平滑直流电压(电流)能量,而是一种非常复杂的能量信号,其大致可以看成是平稳的。
而LED对电压变化非常敏感,LED在稳定的电流下工作时,其两端电压一般是3.0-3.6V之间(大小功率LED略有差异),当加在其两端的电压稍微波动后,其两端电流就会剧烈变动,此时电源的输出功率也即猛烈变化。若电网电压中有较突然的变大,此时很小输出电压变化,则会制造出很大输出电流的变大,此时功率剧增,意外由此发生。
         实践证明,在电路中,加入各种电压抑制型元件,如TVR,TVS,各种防**,效果并不很明显,该损坏时还是会损坏,LED驱动电源的可靠性始终做不到其它电源那么好,这是客观存在的事实。尽管很多人都说自己做的LED电源如何没有问题,实际不过是苍白无力的自我安慰,因为他没有解决根本上的问题。
可靠性与效率,是相互制约的,高效率的电源,可靠性必然降低,提高可靠性,必须要牺牲电源效率。因为要降低输入电压对输出电压的影响,电能量就必须要经过多层转换。举一个简单的例子,通常BUCK电路的可靠性并不太高,但BUCK-BOOST电路,可靠性要比BUCK好,这是经过实践检验了的。因为懂得电源原理的人都知道,BUCK电路在开关管开通时,LED负载和电感是串在300V高压中的,此时LED是通过300V直接供电,而BUCK-BOOST电路此时是单独给电感蓄冲能量,在关断期间,BUCK电路是电感再给负载续流,而BUCK-BOOST电路是关断时,电感将能量再传导给LED负载。两者不同在于,BUCK电路有一段时间,是直接用300V供电,而后者是先存入电感,然后再从电感中将能量传递出来给LED负载,故后者可靠性高,因为其经过的转过途径长。传递的途径长,也就会使效率降低,一般BUCK-BOOST电路的效率比BUCK电路低2-5个百分点。
         故现在的LED驱动电源,一般是隔离的可靠性优于非隔离的,低压的可靠性优于高压的,它都是在这种规律的制约下,即提高了效率,牺牲了可靠性,提升可靠性,就要降低效率。
其实问题都是由LED的负载特性引起的,根本的方法就是改善LED灯串的负载特性,但改善负载特性的方法依然是牺牲效率为手段。最简单的改善负载特性的方法就是在LED灯串中串入电阻,电阻串的越大,负载特性就越稳定。当然这是要降低效率的。还有一个好的办法,就是加入线性恒压器,使用三极管,做调整管,三极管就相当于一只可变的电阻器,这样的话,可靠性应该更高(本人理论上得出,实践经验暂时还没有)。故基本可以论断,最可靠的LED驱动方法其实还是:普通恒压电源加线性恒流器,当然效率是不会太高。效率一高,可靠性就下来了.