戶外照明和亮光工程越來越多的采用LED燈具。LED燈具和傳統(tǒng)光源相比較擁有壽命長、亮度可調(diào)、光通量損失小、發(fā)光指向性強(qiáng)、抗震性能好、對環(huán)境沒有污染等優(yōu)點(diǎn)。
LED光源是固態(tài)的半導(dǎo)體光源，它本身的發(fā)光特性決定它故障率概率相當(dāng)?shù)?，與驅(qū)動電源連接部分只要做得好，故障率也相當(dāng)?shù)?，所以就LED燈具而言，LED驅(qū)動電源的質(zhì)量的好壞直接決定了整個燈具的壽命。
戶外燈具它的安裝環(huán)境決定它必須經(jīng)受長年的風(fēng)吹雨淋，遭受雷鳴電閃和雷電的攻擊，接受暴曬和高溫、大雪和嚴(yán)寒的惡劣環(huán)境，最低氣溫可達(dá)-40oC,最高氣溫可能超過50oC。夏季雷擊對戶外燈具來說是一個非常大的威脅。雷擊主要有直擊雷、感應(yīng)雷、傳導(dǎo)雷和開關(guān)過電壓四種類型，對電源設(shè)備影響最大的就是感應(yīng)雷，瞬時有可能產(chǎn)生5000KV的高壓，極具破壞力，因此戶外燈具的防雷，要求
電源能過8000KV的浪涌電壓測試。驅(qū)動電源的抗雷性能是關(guān)鍵。
戶外燈具的防水等級要求大于IP65，目前有許多產(chǎn)品已達(dá)IP68。
由此可見要將戶外中大功率LED燈具的驅(qū)動電源做好也是十分不容易的。LED燈具廠家在如何自主開發(fā)設(shè)計LED驅(qū)動電源這個重要問題上往往進(jìn)退兩難。自已設(shè)計生產(chǎn)電源固然是好，有自已的知識產(chǎn)權(quán)，和自已的產(chǎn)品能很好的配合。但是對于中大功率的LED燈具來說，每個月的產(chǎn)量不可能上量，能生產(chǎn)幾十臺到幾百臺已經(jīng)是很不錯的了，而對這些電源要求精益求精和大幅降低成本，盡快通過CE和UL認(rèn)證是有困難的。
LED 驅(qū)動電源的基本方案
LED 驅(qū)動電源的基本方案如圖1 所示，即交流市電→AC/DC 轉(zhuǎn)換→DC/DC 恒流→LED 光源。無論是MR16、GU10、E27、Par30、Par38、筒燈、嵌燈、水底燈、洗墻燈、投光燈、隧道燈、路燈、水簇?zé)?、植物生長燈。。。都需要按照這個原理設(shè)計的電源。LED 光源只能使用恒流電源才能正常工作，才能長壽命工作。
LED 照明驅(qū)動專用IC 繽紛上市
市電都是以較高的交流電壓輸送和提供給千家萬戶的，而 LED 光源工作需要較低的VF 電壓和恒定不變的驅(qū)動電流IF，所以必須經(jīng)AC/DC 的交直流變換，且經(jīng)DC/DC 的穩(wěn)壓恒流。AC/DC 轉(zhuǎn)換有用集成度較高的IC 組成模塊電路，和專業(yè)設(shè)計生產(chǎn)的開關(guān)電源；DC/DC 的穩(wěn)壓恒流有用專門集成設(shè)計的IC，也有借用其他電源IC 來替用的。
LED 照明驅(qū)動電源早期沒有專用的驅(qū)動IC，大多都是從通用的AC/DC 和DC/DC 電源IC 借用過來，AC/DC 開關(guān)電源IC 是為消費(fèi)電子需要多檔電壓輸出而設(shè)計的，如TV、DVD 等都是寬電源一路輸入，而需要高低不同的多路電壓輸出，因此應(yīng)用電路比較繁復(fù)，而IC 的很多功能在LED 照明電路中并不需要而被閑置，IC 的很多珍貴的面積被浪費(fèi)因而造成進(jìn)一步降價困難。新的專門為LED照明而設(shè)計的驅(qū)動IC 今夏以來紛紛登臺，LED 照明基本只需一路恒流輸出。這就是專為LED 應(yīng)用設(shè)計AC/DC 驅(qū)動IC 的特殊點(diǎn)，高度集成和力求應(yīng)用電路簡潔，使LED 燈具驅(qū)動電源生產(chǎn)成本自然回落，促進(jìn)LED 照明銷量快速增長。今夏以來，LED 照明驅(qū)動專用IC 繽紛上市。以中功率的驅(qū)動IC 為例，美國PI 公司推出新一代LED 照明燈具專用驅(qū)動IC，如PI 剛剛推出的適合設(shè)計隔離式電源方案的LinkSwitch-PH （圖2），電源功能高度集成，應(yīng)用電路簡單、周邊零件較少，與前一代IC 相比可省去周邊22 個零件，節(jié)省空間和應(yīng)用成本。
用于6-18W 燈具效率最高、用于12-50W 燈具成本最低。
上海 BPS 公司是地道的本土IC 設(shè)計公司，今秋推出的BP3108 也是一枚應(yīng)用電路簡潔的LED 燈具驅(qū)動電源專用IC，芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有多個專利，如專利的可控硅調(diào)光技術(shù)可使調(diào)光無閃爍，SMART 開關(guān)驅(qū)動技術(shù)可優(yōu)化電源的EMI設(shè)計，專利的線電壓補(bǔ)償技術(shù)使電源的全電壓恒流精度達(dá)到1%，高精度恒流PSR技術(shù)使電源電路無需光耦和次級電流采樣電路，外置MOS 使輸出功率大小由之。
大功率驅(qū)動電源趨向?qū)I(yè)生產(chǎn)
如今，中大功率 LED 燈具的驅(qū)動電源從各廠自制開始走向向?qū)I(yè)電源生產(chǎn)廠家購買新型的開關(guān)恒流源，從而既能加快產(chǎn)品設(shè)計周期又能保證產(chǎn)品質(zhì)量，既能降低燈具生產(chǎn)廠家的風(fēng)險又能使產(chǎn)品成本有效下降，產(chǎn)品通過CE、UL 認(rèn)證不再困難，LED 燈具廠家產(chǎn)品開發(fā)速度明顯加快，產(chǎn)品可靠性更好。選用專業(yè)生產(chǎn)的開關(guān)恒流源或許是中小LED 燈具廠的必由之路、理性選擇（圖4）。
目前專業(yè)的開關(guān)電源工廠已經(jīng)設(shè)計生產(chǎn)性能很好的單路、多路輸出的恒壓、恒流一體式隔離防水的開關(guān)恒流源（圖5）。技術(shù)性能也能滿足中大功率LED 照明燈具的需要，如：
40-60% 余量設(shè)計，使電源長時間工作不易發(fā)燙；
輸入 90 ～ 305Vac 寬電壓；
效率 0.8--0.92；
功率因素 0.9--0.99；
多級驅(qū)動隔離方案；
5 萬小時耐久性測試；
8000KV 浪涌測試；
內(nèi)外部防雷系統(tǒng)；
防水 IP67--68；
就燈具工廠而言，中大功率 LED 照明燈具產(chǎn)品每月的生產(chǎn)量不可能很大，因此要做精驅(qū)動電源事實上是很困難的；CE、UL 等的認(rèn)證費(fèi)用不菲，只有大批量生產(chǎn)的廠家才有此實力和必要；因此選購帶認(rèn)證的開關(guān)恒流源來配套是LED路燈、投光燈、洗墻燈等大型燈具是生產(chǎn)廠家最經(jīng)濟(jì)實惠、最明智的選擇。專業(yè)工廠設(shè)計生產(chǎn)的開關(guān)恒流源將成為中大功率LED 照明燈具生產(chǎn)的廠家首選。LED 照明燈具廠采取內(nèi)外組合設(shè)計也許是加快產(chǎn)品開發(fā)周期的最佳方案之一。
影響 LED 燈具壽命的關(guān)鍵
LED 光源的光衰：與LED 管芯的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝、LED 光源工作電流、散熱有關(guān)；
LED 光源的散熱：熱量聚積，促使早衰；
LED 驅(qū)動電源電路：鋁電解電容器的使用壽命在5000 小時以下，鋁電解電容器的壽命還與使用環(huán)境溫度有很大關(guān)系，環(huán)境溫度升高電解質(zhì)的損耗加快，環(huán)境溫度每升高10 o C，電解電容器壽命就會減 少一半。
105 度的高溫電解電容器的壽命為10000 小時。按電解電容器的壽命估算，“使用環(huán)境溫度每降低10 度，壽命增加一倍。”因此，它在95 度環(huán)境下理論工作壽命可達(dá)20000 小時。。。目前各生產(chǎn)廠商的品質(zhì)差異還是很大的，選用要謹(jǐn)慎。
Alec 2010-10-28
參考資料
1）《LED照明驅(qū)動電源設(shè)計技術(shù)》（PPT） 顏重光 2010‐05
2）《LED 燈具驅(qū)動技術(shù)發(fā)展趨勢分析》 顏重光 《高工LED》2010‐02
3） Power Supplies for Driving LED Lamps（PPT） JPI June 2010
4）《背光及照明用LED驅(qū)動IC技術(shù)市場分析》顏重光 EDN電源技術(shù)2008-3
5） 《實用LED臺燈方案設(shè)計思考》顏重光《照明》2009-10
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