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LED Driver之我见

    目前,LED照明行业已经在飞速的发展。对于LED照明,与之配套的电源已经成为瓶颈。为什么说Driver是LED照明的瓶颈呢?要从以下几个方面来仔细分析:



1、合理的电气参数

LED Driver需要关注的有几个重点指标:

1)电源效率;  LED的高光效,>100Lm/350mA的LED,已经具备很高的性价比。但是对于LED灯具的整灯光效,却始终在50Lm/W左右徘徊,始终不能有较大的突破。这里面除了散热、二次光学造成的损耗以外,电源损耗也是占有相当大的比重。如果7颗LED的产品,电源的损耗在2W左右,那么,对整灯系统的光效,影响无疑是相当巨大的。

2)功率因数;  由于灯具的安装环境特殊性,难免有大面积、大数量使用的要求,如果电源系统的功率因数过低,对电网的干扰影响非常的大,而由于电网质量下降,对LED Driver的影响也会加大,这样进入了一个恶性循环,电源损坏的可能性很大。

3)输出的电流精度;  一批电源,不能按照传统的输出误差10%的要求来生产。因为按照350mA的标准,10%的误差范围是:315mA-385mA,对于LED,315mA的驱动电流和385mA的驱动电流,其工作状态是完全不同的。所以要求精度控制在3%以内,以避免一批灯具出厂亮度不一致的现象。

4)输出纹波;  对于LED的发热,驱动电路的纹波有较大影响。需要控制到3%以内。

5)输出的电压范围;  对于灯具的安全认证,如果不把输出电压控制在安全电压标准之内,那么,对于灯具的绝缘系统,将是巨大的考验,所以,建议不要把电源的输出电压超过40VDC。

6)输出的电流范围。  有的灯具,对绝对亮度的要求较高,那么,我们需要适当的调整输出电流,使LED的发光能够符合客户需求,所以,设计LED Driver时,一定要考虑到输出电流可调整的范围。这个调整不应该是很复杂的,按照现在大部分的LED Driver设计,通过调整1个电阻的阻值,就很容易做到了。



2、寿命

1)元器件寿命;  LED Driver很多时候都是工作在一个相对狭小的密闭空间内,工作的环境温度较高,这样,元器件的选型时,耐温是一项很重要的指标。

2)元器件质量;  相对于LED的寿命,电源电路的寿命需要能够做到至少3万小时以上。在工作环境温度较高的场所,这个难度不可谓不大。



3、适配性

1)体积;  类似于紧凑型荧光灯,LED照明的电源很多时候需要集成在灯的内部,而LED的散热又必须占据较多的空间,所以电源电路的安装位置非常狭小,电路布局非常关键。

2)环境适应性;  振动、潮湿、酸碱性腐蚀、高低温……这些是所有灯具都要考虑的因素,包括LED灯具,及其配套使用的电源。

3)认证;  无论在国内国外,所有的产品都需要经过认证。LVD、EMC等认证标准,是电源设计之初就应该要考虑的问题。就目前而言,市场上大部分的LED Driver都收到认证的制约,这也是LED照明推广的阻碍之一。



    经过以上的分析,我发现,国内的LED照明市场,对于LED Driver,有几个方面需要突破:

1、高质量、高稳定性的产品;

2、高效率、高功率因数的产品;

3、真正符合认证的产品;

4、小体积的产品;

5、性价比更高的产品。
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wm4811923
LV.5
2
2010-03-23 15:16
很有道理,支持下!!!
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2010-03-24 07:10

这些要求的代价就是电源的成本高的离谱啊!

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coming.lu
LV.6
4
2010-03-24 07:56
小功率的电源效率很难做高。

大功率的目前整体驱动效率可以做到90%左右,功率因数也可以做到0.95以上。
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vender
LV.3
5
2010-03-24 09:51

电源主要还是受电容寿命影响,所以想增加寿命,温度也一定要控制好。温度对led的工作状态也有很大影响的。

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szevwell
LV.10
6
2010-03-24 10:05
@vender
电源主要还是受电容寿命影响,所以想增加寿命,温度也一定要控制好。温度对led的工作状态也有很大影响的。
电容有长寿命的,这个不是问题!



按照楼主的要求做,也是能做的!但价格能否接受?

恒流精度批量控制在3%,估计有百分之几十要调电阻,批量5%是能保证的。
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daibn
LV.1
7
2010-03-31 14:33
@lxmpanther
这些要求的代价就是电源的成本高的离谱啊!
现在的问题就是没有形成规模生产的集成电路。因为半导体照明上升太快,尚未形成统一的标准,目前出品的专用集成电路都存在一定的缺陷,而且订单量太小。一旦市场爆发,集成电路的产量上升,成本会下降得很快的。



这个不是少数几个企业能够做到的事情,需要整个相关行业整体的配合。
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daibn
LV.1
8
2010-03-31 14:39
@coming.lu
小功率的电源效率很难做高。大功率的目前整体驱动效率可以做到90%左右,功率因数也可以做到0.95以上。
小功率驱动呢?

1颗LED,350mA驱动,Vf=3.4V,实际功率=1.19W。3颗LED就是3.57W。

电源的功率呢?AC100-240V输入的DC恒流驱动电源,谁能够做到1W以下的功耗?

如此算来,整灯功耗都在4.8-5W左右,电源的损耗功率都已经占整灯功率的20%以上。整灯光效的下降是非常巨大的!
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daibn
LV.1
9
2010-03-31 14:40
@szevwell
电容有长寿命的,这个不是问题!按照楼主的要求做,也是能做的!但价格能否接受?恒流精度批量控制在3%,估计有百分之几十要调电阻,批量5%是能保证的。
长寿命电容的价格???你用军品???

关键还是降温,减少电源的自身发热。
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12345
LV.6
10
2010-03-31 22:13
@daibn
长寿命电容的价格???你用军品???关键还是降温,减少电源的自身发热。

像你说的这个4W左右的电源,又做到80%的效率的吗?

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12345
LV.6
11
2010-03-31 22:17
@daibn
长寿命电容的价格???你用军品???关键还是降温,减少电源的自身发热。
另外,想请问下,LED对电压纹波敏感吗?
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coming.lu
LV.6
12
2010-03-31 22:26
@daibn
小功率驱动呢?1颗LED,350mA驱动,Vf=3.4V,实际功率=1.19W。3颗LED就是3.57W。电源的功率呢?AC100-240V输入的DC恒流驱动电源,谁能够做到1W以下的功耗?如此算来,整灯功耗都在4.8-5W左右,电源的损耗功率都已经占整灯功率的20%以上。整灯光效的下降是非常巨大的!

个人认为,小功率的LED灯没多少优势。电源效率低了,整灯光效最多才60~70lm/W。

我前段买的飞利浦节能灯,10多元一只,8W的,能做到50多lm/W。

LED就是得个环保和寿命长(实际寿命长不长还很难说,因为现在的电源质量还不是很好)。

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szevwell
LV.10
13
2010-04-01 09:05
@daibn
长寿命电容的价格???你用军品???关键还是降温,减少电源的自身发热。

不需要军品,艾华就有适合我们用的,低ESR的!



当然温度越低,寿命会越长。

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daibn
LV.1
14
2010-04-15 08:28
@12345
另外,想请问下,LED对电压纹波敏感吗?
LED对电源纹波非常敏感,纹波直接导致LED的发热剧增。
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daibn
LV.1
15
2010-04-15 08:34
@szevwell
不需要军品,艾华就有适合我们用的,低ESR的!当然温度越低,寿命会越长。

艾华的电容我用的很多了。质量是不错。但是你的电源发热点到了100度,环境温度到了80度以上时,你能期望电容有多长的寿命?


耐温105度的电解电容,按照5000小时的寿命计算,每减低10度,寿命增加一倍。那么,环境温度在75度时,寿命15000小时……

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szevwell
LV.10
16
2010-04-15 09:27
@daibn
艾华的电容我用的很多了。质量是不错。但是你的电源发热点到了100度,环境温度到了80度以上时,你能期望电容有多长的寿命?耐温105度的电解电容,按照5000小时的寿命计算,每减低10度,寿命增加一倍。那么,环境温度在75度时,寿命15000小时……
电源到100度,我还真没想过!我们做的LED日光灯电源,估计MOS与变压器温升在30度左右,电容上的温度那是更低了。所以我认为能做到长寿命。
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coming.lu
LV.6
17
2010-04-15 09:39
@daibn
艾华的电容我用的很多了。质量是不错。但是你的电源发热点到了100度,环境温度到了80度以上时,你能期望电容有多长的寿命?耐温105度的电解电容,按照5000小时的寿命计算,每减低10度,寿命增加一倍。那么,环境温度在75度时,寿命15000小时……

电容寿命所谓的增加一倍,就是说是原来的2倍。


105度5000小时的电容,用在75度环境应该是这样算:


5000   *      2        *         2         *          2        =    40000小时


105度       95度             85度                75度

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qinzutaim
LV.11
18
2010-04-15 10:39
@szevwell
电源到100度,我还真没想过!我们做的LED日光灯电源,估计MOS与变压器温升在30度左右,电容上的温度那是更低了。所以我认为能做到长寿命。
把电源装到灯杯里有多少度才是关键的东东!
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lijiexiaohe
LV.3
19
2010-04-15 10:53

小功率的driver认证确实是个制约,做出来功耗也比较大

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半导狂人
LV.10
20
2010-04-15 12:48
@lijiexiaohe
小功率的driver认证确实是个制约,做出来功耗也比较大
       "目前,LED照明行业已经在飞速的发展。"这篇文章的第一句话,这个大前提,我就不敢恭维,LED照明行业在飞速发展?不要光看评论报道,那些砖块级别的言语,第一句应该讲是:LED照明炒作在飞速发展,而非LED照明行业。一个大众消费者从来没见过的产品?何时已经发展成一个行业了?是业余DIY的山寨刚刚萌芽罢了。
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