LED日光燈電源

LED日光燈電源

LED日光燈電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電源轉換器,通常情況下:LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恆定電流源。LED日光燈電源是LED驅動的一種,它是LED日光燈中最重要的部件,選擇不當,LED日光燈不能發揮出性能,甚至不能正常使用。

定義

LED日光燈電源 LED日光燈電源

LED日光燈電源是LED驅動的一種,它是LED日光燈中最重要的部件,選擇不當,LED日光燈不能發揮出性能,甚至不能正常使用。

特點

恆流:LED半導體的特性決定其受環境影響較大。譬如溫度變化升高,LED的電流增加,電壓的增加,LED的電流也會增加。長期超過額定電流工作,會大大縮短LED的使用壽命。而LED恆流就是在溫度和電壓等環境因素變化時,確保其工作電流不變。

具體要求

LED日光燈電源與燈板的匹配:一些客戶先設計燈板,再找電源,發現很難有合適的電源,要么電流太大,電壓太小(如I>350mA,V<40V);要么電流太小,電壓太高(如I180V),造成的結果是發熱嚴重,效率低,或者輸入電壓範圍不夠。其實,選擇一個最優良的串並接方式,加在每個LED上的電壓電流是一樣的,而電源的效果卻能發揮最好的性能。最好的方式是先和電源廠商溝通,量身定做。

工作電流

一般LED的額定工作電流20毫安,有的工廠一開始就用到盡,設計20毫安,實際上此電流下工作發熱很嚴重,經多次對比試驗,設計成17毫安是比較理想的。N路並聯的總電流=17 * N;

工作電壓

一般LED的推薦工作電壓是3.0-3.5V,經測試,大部分工作在3.125V,所以按3.125V計算式比較合理的。M個燈珠串聯的總電壓=3.125* M

恆流精度

市場上有的電源的恆流精度太差,象市面上流行的PT4107/HV9910/BP2808/SMD802方案等恆流的方案,誤差達到±8%或±10%,恆流誤差太大。一般要求在±3%就可以了。按3%的誤差,6路並聯,每路的誤差約±0.5%,如果是12路並聯,每路的誤差約±0.25%,該精度足夠了。精度太高,成本會大大增加。而且對LED來講,17毫安和17.5毫安影響不大

電源效率

輸出功率(輸出LED的電壓*輸出電流)/輸入功率 。這個參數尤為重要,如果效率低就意味著輸入功率有很大一部分轉化為熱量散發出來 ;如果是裝在燈管內就會產生一個很高的溫度,再加上我們LED的一個光效比所散發熱量,就會疊加產生更高的溫度.而我們的電源內部所有電子零件的壽命都會隨溫度的上升而縮短.所以說效率是決定電源壽命最根本的因數,效率不能太低,否則消耗在電源上的熱量太大。一般在80%以上就可以了。

方案

LED燈板的串並聯與寬電壓:要使LED日光燈工作在輸入電壓範圍比較寬的範圍AC85-265V,則燈板的LED串並聯方式很重要。由於目前的電源一般為非隔離的降壓式電源,在要求寬電壓時,輸出電壓不要超過72V,輸入電壓範圍是可以到達85-265V的。也就是說,串聯數不超過23串。並聯數不要太多,否則工作電流太大,發熱嚴重,推薦為6並/8並/12並。總電流不超過240毫安為好。

還有一種寬電壓方案,就是先用L6561/7527 把電壓抬高到400V,然後再降壓,相當於兩個開關電源,成本貴一倍,此方案性價比不高,沒有市場。

名詞解釋

功率因數

功率因數就是電壓與電流相位差的餘弦值。因為電流與電壓都是波性圖,一個是正弦圖,一個是餘弦圖;由於2個波形圖相差1/4個周期(即:90度),於是形成了PF值,為了提高PF值,需要在電源上增加一個校正電路,所以PF值高的電源成本相對來說也更高。沒有PF校正電路的PF值一般在0.6左右,有PF電路的基本都可以達到0.9左右,甚至更高。

PF值低的時候會對整個供電系統的電網產生污染,當PF值低時,用電設備對電網發電利用率就變低了,所以國家對一些功率大的用電設備有PF值要求,一般來說50W以下的就沒有明確的要求。國家的要求是PF值大於0.6。

轉換效率

通俗的講就是 輸出功率與輸入功率 的比值,比如:有10W的電功率被一支燈管消耗掉了,但是只有8W的電功率被用來發光(也稱:有用功),還有2W的電功率則在電源器件上發熱損耗掉了(也稱:無用功),那么這支燈管的電源轉換效率就為:80%。 PF值越高,對國家電網越好;轉換效率越高對個人越好,因為有更多的電被利用到了。

電源的分類

LED日光燈的電源分為內置式和外置式兩種。所謂內置式就是指電源可以放在燈管內部。這種內置式的最大優點就是可以做成直接替換現有的螢光燈管,而無需作任何電路改動。所以內置式的形狀都是做成長條形,以便塞進半圓形的燈管中去。

1.非隔離式恆流電源:非隔離是指在負載端和輸入端有直接連線,因此觸摸負載就有觸電的危險。非隔離恆流源的優點是電路設計簡單、製造成本不高。缺點就是會把交流電源的高壓引入到負載端,從而引起觸電的危險。

2.隔離式恆流電源:隔離式是指在輸入端和輸出端有隔離變壓器隔離。但都能把輸入和輸出隔離起來。隔離恆流源的優點是電路設計複雜、可以避免觸電的危險。缺點就是電源的效率會有所降低、製造成本高、體積也比較大,放進T10燈管還可以,但是放進T8的燈管就比較緊張。

3.集中式外置電源:為了得到最高的性能最好採用集中式外置電源。因為目前推廣LED日光燈的主要場所是政府機關、辦公室、商場、學校、地下停車庫、捷運等場所,往往一間房間採用不止一個日光燈,可能在10個以上。這時候就應該採用集中式的外置電源。所謂集中式是指採用一個大功率的AC/DC開關電源,統一供電,而每個日光燈則採用單獨的DC/DC恆流模組。這樣可以得到最高的效率和最大的功率因素。集中式供電的優點是顯而易見的。而且,它還是一種隔離式電源,這種結構也很容易實現各種調光方案。

電源配置方案

有三種LED日光燈驅動電源廠家會導致產品質量出現系統性缺陷:

第一類是開發做LED晶片或LED燈的工廠,順勢向下游滲透,對LED電源電路知識和LED日光燈電源知識的了解並不多;

第二類是原來做是做普通照明的工廠,對LED電源電路知識了解不充分;

第三類是轉行新開的工廠,對LED電源有的了解有限。下面我把實踐中以及學習(包括網路)中發現的一些常見問題總結出來,歡迎各位同仁指正。

LED日光燈電源為什麼一定要恆流的呢?

LED的半導體特性決定其受環境影響較大,比如溫度,LED屬於電流敏感元件,LED的電流增加會直接導致發熱增加,長時間超過額定電流工作,會使LED晶片長時間處於高溫狀態,會大大縮短LED的使用壽命。而LED恆流電源可以保證當電壓等因素變化時其工作電流不變,從而保護LED晶片不受到高溫的損傷,正所謂——電源如解意,容易莫摧殘。

要怎樣才可以與燈板匹配?

一些客戶先設計燈板,再找電源,發現很難有合適的電源,要么電流太大,電壓太小(如I>350mA,V<40V);要么電流太小,電壓太高(如I180V),造成的結果是發熱嚴重,效率低,或者輸入電壓範圍不夠。選擇一個合適的串並接方式,加在每個LED燈珠上的電壓與電流都是一樣的,而電源的效果卻能發揮最好的性能。最好的方式是先和電源廠商溝通,量身定做。

工作電流是多少才是最合適呢?

一般LED燈珠的額定工作電流20毫安,有的工廠一開始就用到盡,設計20毫安,實際上此電流下工作發熱很嚴重,經多次對比試驗,設計成17~19毫安是比較理想的,推薦設計為18毫安,這樣可以保證產品的壽命比同類產品高出不少,雖然成本會增加小几個百分點。

工作電壓是多少呢?

一般LED燈珠的推薦工作電壓是3.0-3.5V,經測試,大部分工作在3.125V,所以按3.125V計算式比較合理的。M個燈珠串聯的總電壓=3.125×M

LED燈板的串並聯與寬電壓要多寬呢?

通常LED日光燈需要適應輸入電壓比較寬的範圍如AC85~265V,因此燈板的LED燈珠的串並聯方式很重要。由於目前的電源一般為非隔離的降壓式電源,在要求寬電壓時,輸出電壓不要超過72V,輸入電壓範圍是可以到達85~265V的。也就是說,串聯數不超過23串。並聯數不要太多,否則工作電流太大,發熱嚴重,推薦為6並/8並/12並。總電流不超過240毫安為好。還有一種寬電壓方案,就是先用L6561/7527把電壓抬高到400V,然後再降壓,相當於兩個開關電源,成本貴一倍,此方案性價比不高,沒有市場。

LED的串並聯與PFC功率因素及寬電壓

目前市場上的電源PFC有三種情況:一種是不帶PFC專用電路的,其PFC一般在0.65左右;一種是帶被動式PFC電路的,燈板匹備得好,PFC一般在0.92左右;還用一種是用有源主動式7527/6561電路做的,PFC可以達到0.99;第三種方案的成本比第二種方案貴一倍,所以選擇第二種方案的LED日光燈廠家較多。對於被動式PFC電路:也叫做填谷式PFC電路,其工作電壓範圍是交流輸入電壓峰值的一半。如輸入是180V,其峰值是180×1.414=254V,峰值電壓的一半是127V,再減去降壓式的壓差30V,其最大輸出是90V,所以LED燈珠串聯數最多28串。因此,要想得到比較大的功率因素,燈珠的串聯數不能太多,否則,就達不到低電壓的要求。

LED日光燈電源恆流精度多少才最合適?

恆流誤差一般要求在±3%。市場上有的電源的恆流精度太差,象市面上流行的PT4107/HV9910/BP2808/SMD802方案等恆流的方案,誤差達到±8%或±10%,恆流誤差太大。按3%的誤差,6路並聯,每路的誤差約±0.5%,如果是12路並聯,每路的誤差約±0.25%,該精度足夠了。精度太高,成本會大大增加。而且對LED燈珠來講,17毫安和17.5毫安的區別不算太大。

隔離/非隔離

一般隔離電源如做成15W,放在LED燈管內,其變壓器體積很大,很難放進去。尤其對T6/T8燈管,幾乎不可能的,所以隔離的一般只能做到15W,超過15W的很少,並且價格很貴。所以,隔離的性價比不高,一般是非隔離的占主流較多,體積可以做得更小,最小可以做到高8毫米,實際上,非隔離的安全措施做好了,是不存在問題的。

LED日光燈電源效率

LED日光燈電源尺寸

高度是限制的主要因素,一般用於T6管/T8的尺寸要求高度不能太高≤9毫米。T10管的高度≤15毫米。長度可以偏長,更易於散熱。

延長LED日光燈電源壽命的思路

第一,選擇更長壽命的電源;第二,改用外置式電源;第三,選用即插即換式內置電源。摘自《LED日光燈的普及之路有多長》

相關詞條

相關搜尋

熱門詞條

聯絡我們