如何选用LED驱动电源.ppt

如何选用LED驱动电源 主讲人 李君杰 2015年1月13日 目录 一 LED驱动电源作用二 LED驱动电源分类三 电源选型的参数指标四 电源常规测试项目五 电源相关计算方法 一 LED驱动电源作用 LED驱动电源是把交流电压转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器 通常情况下 LED驱动电源的输入包括高压工频交流 即市电 低压直流 高压直流 低压高频交流 如电子变压器的输出 等 而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源 二 LED驱动电源分类与应用场合 LED驱动电源 恒压源 恒流源 AC DC DC DC 隔离式电源 外置电源 室内 户外 内置电源 LED灯杯电源 用于路灯和隧道灯 适用于日光灯 适用于球泡灯和灯杯电源 适用于天花灯筒灯和面板灯 非隔离电源 适用于日光灯 玉米灯 蜡烛灯等 适用于MR16 MR11 太阳能LED灯汽车车灯 LED手电筒 三 电源选型的参数指标 电源使用现状 当大家都在宣传LED的长寿命时 忽略或避开了另一个决定LED灯具寿命的关键问题 那就是LED驱动电源的质量 当前各个灯具厂商在LED实际应用中碰到许多因电源短期内失效 故障等问题 产品的质量事故及高额的售后维护费用给厂商造成巨大损失 也打击了消费者对LED照明产品的信心 进而影响了整个LED照明产业的发展对此选择合适的驱动电源显的相当重要 下面介绍选择电源的参数指标及注意事项 电源参数指标及技术要求 1 防护等级LED灯具在应用场合上有分为户外和室内 驱动电源也同样分为这两大类 我们通常在室内干燥的环境下 可选择无防护等级的电源 如果是户外使用电源 那防护等级是必须考虑的参数 电源参数指标及技术要求 何为防护等级 防护等级英文缩写为IP 它是由国际电工技术委员会 IEC 所起草 将防尘 防止外物侵入 防水 防湿气之特性加以分级的一个专有名词 我们通常在灯具和电源上看到的IP 就是所说的防护等级 如IP45 IP65 IP68 IP防护等级是由两个数字组成 第一个数字代表产品防尘 防止外物侵入的等级 第二个数字代表产品防湿气 防水侵入的密封程度 第一个数字代表意义 第二个数字代表的意义 电源参数指标及技术要求 目前 市面上多数LED驱动电源厂家防水等级已能做到IP67 即完全的防尘 并能在一定时间和水压下 确保其功能正常 防护等级 电源参数指标及技术要求 2 输入电压应根据不同的场合选型合适供电电源 对于出口的LED灯具在选择电源时 这个显得更加重要 如美国的电压为120V 日本电压为110V 欧洲的电压为230 240V 国内电压为220V 目前 市面上许多厂家都已推出宽电源 输入电压范围可达到90V 264V 电源参数指标及技术要求 3 输出电压输出电压是根据灯具LED数量串联或并联的总正向电压来选择的 在选择电源时 应考虑到输出电压的余量 若灯珠正向电压总和为18V 选择的电源标注的输出电压上限要比18V大 避免因LED灯珠正向电压的不一致 超出电源电压上限 使得电源无法正常工作于恒流状态 电源参数指标及技术要求 4 输出电流这里主要是指流过LED负载的电流 由于较大的工作电流会使LED灯珠结温处于高温工作状态造成光衰 在选择工作电流时要考虑到相应灯具模组是否满足灯珠结温的散热要求 根据散热情况选择合适的工作电流 电源参数指标及技术要求 5 输出功率驱动电源上标志的功率是指在电器正常工作的前提下 能够长时间工作输出功率的最大值 也就是电器所能承受的最大负荷能力 在根据灯具的功率去选择电源功率时 应考虑到外围温度对电源带载能力的影响需选择一定裕量 这里可参考相应产品规格书中降额特性曲线 电源参数指标及技术要求 电源安装注意 灯具结构上考虑LED散热问题的同时 也应考虑的电源的安装位置 避免LED模组散出的热量 对驱动电源产生叠加 影响电源正常寿命 电源参数指标及技术要求 6 驱动方式选择为了配合LED的VI特性 LED驱动电源应使用恒流驱动方式 电源参数指标及技术要求 恒压恒流电源的识别 这里介绍下区分恒流源与恒压源的一般方法 通过找到名牌上面输出电压这项参数 如果它标定的是恒定的电压值 则一般为恒压源 如果输出电压标志的是一个范围值 那么电源为恒流源 电压范围 电源参数指标及技术要求 6 可靠性和寿命重要性驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配 特别对像LED路灯的驱动电源 因为装在高空 维修不方便 维修的花费也大 LED电源的好坏直接影响着产品的质量 电源参数指标及技术要求 可靠性参考指标 MTBF MTBF 即平均无故障时间 是衡量一个产品 尤其是电器产品 的可靠性指标 单位为 小时 它反映了产品的时间质量 是体现产品在规定时间内保持功能的一种能力 具体来说 是指相邻两次故障之间的平均工作时间 也称为平均故障间隔 MTBF是指通过建立数学模型 预计 分析产品产品的可靠性 数值可查阅电源规格书 电源参数指标及技术要求 7 工作效率 对于电源安装在LED灯具内的结构 这一点尤为重要 因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降 所以LED的散热非常重要 电源的效率高 它的耗损功率小 在灯具内发热量就小 也就降低了灯具的温升 对延缓LED的光衰有利 电源参数指标及技术要求 8 功率因数 PF 功率因数是有用功与视在功率的比率 功率因数越高 系统运行则更有效率 提高功率因素意义举例 设备功率为100个单位 也就是说 有100个单位的功率输送到设备中 然而 因大部分电器系统存在固有的无功损耗 只能使用70个单位的功率 很不幸 虽然仅仅使用70个单位 供电局却要付出100个单位的费用 这里功率因数就是0 7 LED做为绿色节能产品 应符合相应的指标要求 电源参数指标及技术要求 9 输出纹波叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波 在LED驱动电源中 所指的纹波一般为纹波电压和纹波电流 纹波过大会影响到LED灯珠的光衰 目前市面上一线的电源厂家 英飞特 纹波电压 3 纹波电流 30 电源参数指标及技术要求 10 保护功能LED电源除了应具有过压 过温 过流外 还应具有浪涌保护 浪涌保护 LED抗浪涌的能力是比较差的 特别是抗反向电压能力 有些LED灯装在户外 由于电网负载的启动和雷击的感应 从电网系统会侵入各种浪涌 有些浪涌会导致LED的损坏 因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入 保护LED不被损坏的能力 电源参数指标及技术要求 11 EMC电磁兼容EMC是指设备所产生的电磁能量既不对其他设备产生干扰 也不受其他设备电磁干扰的能力 因此 在选择电源时可尽量选择带有认证标志的电源 如UL CE 3C 需要特别指出的是 相应的认证应包含安全和电磁兼容两方面内容 必要时可向厂家所要证明 电源常规测试项目 高低压启动测试 1 目的 测试开关电源的输入电压在规格要内变动时 是否会出现输出电压不稳定现象 2 使用仪器设备 智能交流电源电子负载万用表3 测试方法将待测输出负载设在满载状态依据规格书上所标注的电压范围 调整输入电压用万用表测量输出电压 记录数值4 注意事项输出电压变动的范围应在规格书要求电压范围内 电源常规测试项目 重轻载测试 1 目的测试开关电源重轻载在状态下 功率因素 能效 输出电流及电压是否符合规格书要求 2 使用仪器设备智能变频交流电源功率计万用表数字电流表电子负载3 连接示意图 电源常规测试项目 重轻载测试 3 测试方法连接电路 将待测电源输出负载设在满载状态在测试前须将产品预热30分钟 调整输入电压分别于198V 220V 242V状态用万用表测量其输出电压在相应表格记录下输入电压 功率因素 输出功率 输出电压 输出电流 将输出负载分别设定为低负载和中负载 重复 步骤 计算能效 输出功率 输入功率 100 分别记录表格 4 注意事项点灯测量前应重新查看连接电路是否正确 避免损坏仪器和电子负载 当发现开关电源输出电流与标称值差异较大或者电源发出类似报警蜂鸣声时 可先确认设定的LED负载是否过高或过低 改变LED光源颗数后重新测量 测量的电参数应符合规格书范围要求 电源常规测试项目 纹波电压测试 1 目的测试开关电源不同电子负载下直流输出电压的纹波RIPPLE 2 使用仪器设备智能变频交流电源示波器电子负载3 测试连线图 电源常规测试项目 纹波电压测试 4 测试方法按以上示意图连接好各仪器设备及负载设置示波器耦合方式 交流频宽限制 依据规格书 通常为20MHZ 采用长度 秒 格 直到所显示波形是真实的完整的波形采样方式 设置为峰峰值Vpk Vpk测量记录数据分别设定不同负载 测量数据并记录5 注意事项 并联在示波器的电容应注意选择合适的耐压值 以免发生电容爆裂正确连接电容正负极引脚 以免发生电容爆裂 观察波形 若发现波形有明显高频噪声干扰 应重新调整测试方法 可尝试的方法如下 电源常规测试项目 纹波电压测试 缩短示波器与待测品的接地线长度 可摘掉测试探针的 帽子 用短线 可用焊锡丝 绕在探针接地引线周围 进行测试 可让探针和接地线形成的回路远离功率变压器和开关元件 避免探头拾取电源附近高强度电磁辐射 纹波系数 纹波电压 输出电压 100 应在规格书范围内 噪声 电源常规测试项目 EMC传导干扰测试 1 目的测试开关电源是否符合EMC传导干扰要求 2 使用仪器设备智能变频交流电源EMC300A仪器电子负载3 测试方法按说明书设置软件参数点亮灯具连接上同轴电缆打开软件 开始测试记录数据4 注意事项测试的顺序应严格按照 先点亮灯具 后接入同轴电缆 结束后 应先卸下同轴电缆 在断开电源 电源常规测试项目 EMC传导干扰测试 测试前 应核对标准选择的正确性 如认证CE 就不能选择GB的标准 注意峰值和平均值的骚扰电压除了不超过极限值 最好还应保留有裕量 电源常规测试项目 短路保护测试 1 目的测试开关电源输出端在开机或者工作中短路时 产品是否有保护功能 2 使用仪器设备交流电源电子负载万用表低阻抗短路夹3 测试方法将输出端用低阻抗短路夹连接通电测试60S后 关断电源断开短路点 连接负载并观察电源是否工作 4 注意事项短路实验后 须连接上电子负载 测量其输出电压和电流是否满足规格书标称值 电源常规测试项目 开路保护测试 1 目的测试开关电源输出端在开机或者工作中开路时 产品是否有保护功能 2 使用仪器设备交流电源电子负载万用表3 测试方法将开关电源输出端悬空通电测试60S后 关断电源并连接负载 观察开关电源是否工作 4 注意事项开路实验后 须连接上电子负载 测量其输出电压和电流是否满足规格书标称值 电源常规测试项目 接地绝缘耐压测试 1 目的测试开关电源的接地 绝缘 耐压性能 是否满足安规要求 2 使用仪器设备接地测量仪绝缘测量仪耐压测量仪智能交流电源万用表电子负载数字电流表3 测试方法按照各仪器相关测量方法进行测量记录相应数据 电源常规测试项目 接地绝缘耐压测试 4 注意事项 应按接地 绝缘 耐压顺序对开关电源进行测试 先测试不拆机或无破坏的测试 后做破坏性测试 耐压测试后 须连接上电子负载 确认开关电源的输入功率 功率因数 输出电压 输出电流是否符合规格书要求 电源常规测试项目 性能稳定测试 1 目的测试开关电源长时间工作后 电参数是否满足规格书要求 2 使用仪器设备智能变频交流电源功率因数计万用表数字电流表电子负载3 测试方法连接仪器设备和电子负载 记录初始各电参数 老化8小时后 再次记录各电参数 4 合格要求前后测试数据值 应符合规格书各电参数范围要求 五 电源相关计算方法 Pi Uo Io Pi 输入功率 整机功率 wUo 输出电压 光源串联颗粒 VF Io 输出电流 光源并联数 IF 电源转换效率 例 LED筒灯12W 选用2835光源 VF 3 0 IF 60mA 采用8串7并方式 求IoIo Pi Uo 425mA 谢谢