LED電源是電源中的一種，是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也是電源供應(yīng)器。是通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置，這個裝置就叫做整流電源，也叫驅(qū)動電源。把能提供信號的電子設(shè)備叫做信號源。鋰電池、干電池、整流電源、信號源有時也叫做電源。電池分±級。
把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。
發(fā)電機能把機械能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。
電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負(fù)電荷，由正負(fù)電荷產(chǎn)生電壓（電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的），電荷是廣泛存在于導(dǎo)體中的導(dǎo)電的離子，要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可。
當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時為了產(chǎn)生電流而把電荷釋放出去，當(dāng)電荷散盡時干電池等叫做電源；通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設(shè)備叫做信號源。
LED電源是恒流源，一般開關(guān)電源是恒壓源。
工作原理：LED對電源的供給有2個方面的要求，首先要求輸出電壓>LED的導(dǎo)通電壓，其次是要求工作電流穩(wěn)定，并且不能大于LED的額定電流。當(dāng)LED的工作電流超過額定電流時，LED會很快出現(xiàn)衰老損壞。因此LED使用的電源必須具有恒流功能。
在設(shè)計LED用的開關(guān)電源，首先確定LED的電流，然后根據(jù)使用燈珠的串聯(lián)數(shù)量來確定電源電壓。設(shè)計時以電流作為主要工作參數(shù)，電壓為輔助參數(shù)。其框圖如下圖所示：
電壓
LED電源一般的工作電壓為3.0～3.6V。有一些工作電壓更低，如2.0、2.5、2.7V 等；也有一些 是1.2V常用工作電壓為5V、12V、24V，還有少數(shù)15V 或28V 的特殊用途的電壓源。
電流
從幾毫安到幾安都有，但是由于大多數(shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA，所以30～300mA 的電源在品種及數(shù)量上占較大的比例。
尺寸
發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件，主要有SO封裝、SOT-23 封裝，μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD封裝等，使電源占的空間越來越小。
措施
新型電源有完善的保護(hù)措施，這包括：輸出過流限制、過熱保護(hù)、過壓保護(hù)、短路保護(hù)及電池極性接反保護(hù)。
耗電功能
新型電源的靜態(tài)電流都較小，一般為幾十μA 到幾百μA。
個別微功耗的線性穩(wěn)壓器，其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外，不少電源IC 有關(guān)閉電源控制端功能（用電瓶來控制），在關(guān)閉電源狀態(tài)時IC 自身耗電在1μA 左右。
由于它可使一部分電路不工作，可大大節(jié)省電能。
例如，在無線通信設(shè)備上，在發(fā)送狀態(tài)時可關(guān)閉接收電路；在未接收到信號時可關(guān)閉顯示電路等。
輸出
不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機，在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分?jǐn)?shù)時，電源有一個電源工作狀態(tài)信號輸給單片機，使單片機復(fù)位，利用這個信號也可以做成電源工作狀態(tài)指示（當(dāng)電池低電壓時，有LED 顯示）。
電壓
一般的輸出電壓精度為±2～4%之間，有不少新型電源的精度可達(dá)±0.5～±1%；
并且輸出電壓溫度系數(shù)較小，一般為±0.3～±0.5mV/℃，而有一些可達(dá)到±0.1mV/℃的水平。
線性調(diào)整率一般為0.05%～0.1%/V，有的可達(dá)0.01%/V；負(fù)載調(diào)整率一般為0.3～0.5%/mA，有的可達(dá)0.01%/mA。
電源
升壓式DC/DC 變換器的效率高，但紋波及噪聲電壓較大，低壓差；線性穩(wěn)壓器效率低，‘但噪聲最小，這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如，數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源，而對噪聲敏感的電路采用LDO 電源，這種電源有MAX710/711，MAX1705/1706 等。
另一種例子是電荷泵+LDO 組成，輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC，例如MAX868，它可輸出0～-2VIN 可調(diào)的穩(wěn)定電壓，并可提供30mA 電流；MAX1673穩(wěn)壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負(fù)壓，輸出電流可達(dá)120mA不等。
分類
1、按供電電壓分：高壓AC85-265、低壓1.5-36V
2、按供電方式分：恒壓源和恒流源之分。
3、按輸入輸出的隔離關(guān)系分：隔離電源和非隔離電源。
4、輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系分：升壓型、降壓型、升降壓型。等等
LED不能像傳統(tǒng)光源那樣直接使用供電電源，需要驅(qū)動電路將供電電源變換為直流電流才能工作。LED驅(qū)動電路的類型、結(jié)構(gòu)與供電電源的類型有關(guān)，通常分為直流供電、交流供電兩大類。
直流供電
指能直接提供直流電流的各種干電池、蓄電池和太陽能電池等，根據(jù)所提供的電源電壓又可分為以下幾種形式。
低電壓驅(qū)動低電壓驅(qū)動就是指用低于LED正向?qū)▔航档碾妷候?qū)動LED，如一節(jié)普通干電池或鎳鉻/鎳氫電池，其正常供電電壓為0.8～1.65V。低電壓驅(qū)動LED需要把電壓升高到足以使LED導(dǎo)通的電壓值。對于LED這樣的低功耗照明器件，這是一種常見的使用情況，如LED手電筒、LED應(yīng)急燈、節(jié)能臺燈等。由于受單節(jié)電池容量的限制，一般不需要很大功率，但要求有最低的成本和比較高的變換效率。另外，考慮到有可能配合一節(jié)5號電池工作，還要有最小的體積，其最佳技術(shù)方案是電荷泵式升壓變換器。
過渡電壓驅(qū)動過渡電壓驅(qū)動是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動，這個電壓有時可能略高于LED管壓降，有時可能略低于LED管壓降。如一節(jié)鋰電池或者兩節(jié)串聯(lián)的鉛酸電池，滿電時電壓在4V以上，電快用完時電壓在3V以下。用這類電源供電的典型應(yīng)用有LED礦燈等。過渡電壓驅(qū)動LED的電源變換電路既要解決升壓問題又要解決降壓問題，為了配合一節(jié)鋰電池工作，也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本。一般情況下功率也不大，其最高性價比的電路結(jié)構(gòu)是反極性電荷泵式變換器。
高電壓驅(qū)動高電壓驅(qū)動是指給LED供電的電壓值始終高于LED管壓降，如6V、12V、24V蓄電池，典型應(yīng)用有太陽能草坪燈、太陽能庭院燈、機動車的燈光系統(tǒng)等。高電壓驅(qū)動LED要解決降壓問題，由于高電壓驅(qū)動一般是由普通蓄電池供電，會用到比較大的功率（如機動車照明和信號燈光），應(yīng)該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關(guān)降壓電路。交流供電（市電驅(qū)動），這是一種對LED照明應(yīng)用最有價值的供電方式，是半導(dǎo)體照明普及應(yīng)用必須要解決好的問題，交流供電（市電驅(qū)動）應(yīng)用于LED驅(qū)動，一般要經(jīng)過降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓（或穩(wěn)流）等環(huán)節(jié)，使交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，然后通過適當(dāng)?shù)尿?qū)動電路為LED提供合適的工作電流，還要有比較高的變換效率、有較小的體積和較低的成本。另外，還應(yīng)該解決安全隔離問題。考慮到對電網(wǎng)的影響，還要解決好電磁干擾和功率因數(shù)問題。對中小功率的LED，其最佳電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對于大功率的應(yīng)用，應(yīng)該使用橋式變換電路。
電源壽命
LED芯片和電源裝在一起，一般空間狹小，散熱條件差，如何保證LED電源質(zhì)量和壽命，就要從設(shè)計前就開端思忖，從而避免LED電源很快失效，可以說LED電源壽命是制約著LED發(fā)展的關(guān)鍵。
這是一下需要系統(tǒng)設(shè)計和考慮的綜合問題。
我們認(rèn)為影響LED電源壽命的性能包括環(huán)境特征，部件和電力待征，綜合有以下方面：
1、實際應(yīng)用環(huán)境的影響：高濕環(huán)境、高溫環(huán)境、多塵環(huán)境、強磁環(huán)境、震動環(huán)境
2、燈飾溫度環(huán)境的影響：燈飾內(nèi)溫小于65度、燈飾外殼小于75度、電源溫度小于60度
3、供電電網(wǎng)的影響：不穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓輸入會對LED電源的部件造成沖擊，從而影響LED驅(qū)動的使用壽命脈。
4、絕緣和安裝的影響：產(chǎn)品的正確安裝和良好的絕緣會增強LED電源的應(yīng)用力。
5、電解電容的影響：電解電容器的封口部位會漏出氣化的電解液，這種現(xiàn)象會隨著溫度的升高而加速，一般認(rèn)為溫度每上升10℃，泄漏速度會提高至2倍。
因此可以說電解電容器決定了電源裝置的壽命。
如果選用105度，壽命為10000小時的高溫電解電容，根據(jù)通行的電解電容壽命估算公式“每降低10度，壽命增加一倍”，那么它為95度環(huán)境下工作壽命為20000小時，在85度環(huán)境下工作壽命為40000小時。
LED驅(qū)動電源的正常工作壽命要取決于電源所使用的電解電容的壽命，電解電容的壽命又取決于電容本身的壽命及工作溫度。
電容溫度65℃時的壽命只能保證約8萬小時；電容溫度75℃時的壽命只能保證約4萬小時；電容溫度85℃時的壽命只能保證約2萬小時；電容溫度95℃時的壽命只能保證約1萬小時；從以上的推算：電解電容溫度每上升10℃，壽命將會減半。
6、開關(guān)次數(shù)的影響：多數(shù)電源設(shè)有電容器輸入型的整流回路，在通入電源時，會產(chǎn)生浪涌電流，導(dǎo)致開關(guān)接點疲勞，引發(fā)接觸電阻增大及吸附等問題。理論上認(rèn)為，在電源期望壽命期間，開關(guān)的通斷次數(shù)約有10000次。
7、沖擊電流保護(hù)電阻、熱敏功率電阻的影響：為抵搞電源通入時產(chǎn)生的沖擊電流，通常電源的設(shè)計將電阻與SCR等元件并聯(lián)起來使用。
電源通入時的電力峰值高達(dá)額定數(shù)值的數(shù)十倍至數(shù)百倍，結(jié)果導(dǎo)致電阻熱疲勞，引起斷路。處在相同情況下的熱敏功率電阻器也會產(chǎn)生熱疲勞現(xiàn)象。
隔離與非隔離
在一般的LED照明市場上，存在非隔離設(shè)計和隔離型驅(qū)動電源之分。
非隔離設(shè)計僅限于雙絕緣產(chǎn)品，例如燈泡的替代產(chǎn)品，其中LED和整個產(chǎn)品都集成并密封在非導(dǎo)電塑料中，因此，最終用戶并沒有任何觸電的危險。
二級產(chǎn)品都是隔離型的，價格相對比較昂貴，但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方（通常在LED照明和路燈照明應(yīng)用的情況下），這種產(chǎn)品必不可少。
帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅(qū)動電源意味著LED可以直接用手接觸而不會觸電。
而無隔離變壓器的LED驅(qū)動電源雖仍可以借助防護(hù)外殼實現(xiàn)部分機械絕緣，但此時的LED在工作時并不能直接接觸。
絕緣型燈泡在今后將成為主流
物理設(shè)計決定著驅(qū)動器是隔離式還是非隔離式。
安全規(guī)則通常要求使用兩個獨立的隔離層。
設(shè)計師可以選擇兩種物理隔離層，即塑料散光罩和玻璃護(hù)罩，并使用非隔離式電源。如果物理隔離成本太高、存在機械困難或者吸收太多光，就必須在電源中解決電氣隔離問題。
隔離式電源通常要比同等功率水平的非隔離式電源大一些。照明燈設(shè)計師必須在他們所設(shè)計的每款產(chǎn)品中進(jìn)行大量的成本及設(shè)計優(yōu)化工作。
由于適用于不同的應(yīng)用，是采用隔離的絕緣變壓器還是采用隔離的防護(hù)燈罩外殼，設(shè)計者在不同的角度考慮永遠(yuǎn)會有不同的見解。
通常，他們會從多方面去分析，例如成本與制造工藝、效率和體積、絕緣可靠性和安全規(guī)范的要求，等等。帶變壓器的驅(qū)動成本較高，但也相應(yīng)讓LED燈具變得更加實用，能夠滿足終端用戶偶然接觸LED的需要。當(dāng)白熾燈玻璃外殼很容易被損壞時，一個E27型號的普通燈泡可被替換成為LED燈。
此外，在工業(yè)區(qū)或者是辦公設(shè)備應(yīng)用中的燈具并不需要接觸到終端用戶，如路燈和商場照明，這時的LED燈也確實需要隔離變壓器。
作為一個讓最終用戶能安全使用的產(chǎn)品，一定會考慮絕緣與隔離的可靠性。
作為完整的產(chǎn)品，產(chǎn)品表面使用者能接觸到的部分一定要經(jīng)過隔離，不能讓人觸電。而從產(chǎn)品整個系統(tǒng)而言，隔離是不可避免的，區(qū)別只是設(shè)置隔離的位置不同。
有些設(shè)計者采用隔離的變壓器設(shè)計，因此他們可以簡化散熱和燈罩的設(shè)計。如果用非隔離的驅(qū)動設(shè)計，在燈殼等結(jié)構(gòu)上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅(qū)動，隔離與非隔離的方案一直都同時存在。
中國LED驅(qū)動電源制造商們可能面對的主要挑戰(zhàn)是找到低成本的AC/DC驅(qū)動器，從而滿足在低成本電源系統(tǒng)中實現(xiàn)更嚴(yán)格的功率因子和效率表現(xiàn)。
未來，在空間受限且存在散熱困難的系統(tǒng)（比如LED燈具）中使用高質(zhì)量、高可靠性的電源，將不再免費。然而，在最終用戶使用過許多某款壽命在10,000小時左右的燈泡之前，要想證明其質(zhì)量高是相當(dāng)困難的事情。
基于變壓器的隔離型LED驅(qū)動電源將是主流
隔離和非隔離LED驅(qū)動電源方案各有優(yōu)缺點。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，ClassII將是主流，因為它簡化了LED散熱問題。ClassI或II系統(tǒng)依賴接地系統(tǒng)，在大多數(shù)情況下，跟安裝地點很有關(guān)系。
ClassII較常見，它要求雙級或加強型隔離，也即需要變壓器磁性繞組、絕緣帶和物理隔絕。ClassI系統(tǒng)要求一個接地外殼和（或）機械障礙，而這時ClassII系統(tǒng)不需要的。
有好幾個趨勢正在推動LED照明市場的發(fā)展。首先是高亮度LED效率的不斷改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驅(qū)動電源的不斷涌現(xiàn)，其次是全球立法禁止白熾燈照明（由于其低效率）和CFL節(jié)能燈的逐步淡出（如果打破的話，它會流出對環(huán)境有害的水銀）。
這些因素綜合起來正使得LED照明成為一個長期的發(fā)展趨勢。
當(dāng)然，低系統(tǒng)成本（包括LED、熱管理系統(tǒng)和LED驅(qū)動器）永遠(yuǎn)是消費者廣泛采用LED通用照明的推動力。
事實上，在很多LED照明產(chǎn)品中，失效是一個常見現(xiàn)象，大多數(shù)是因為電源的失效，而不是LED的失效。在設(shè)計層面上，必須變成系統(tǒng)熱設(shè)計的專家。
LED提供高效率，但它們也比白熾燈或節(jié)能燈產(chǎn)生更多的傳導(dǎo)熱量。
由于許多LED照明應(yīng)用封閉在一個很小的空間里，很難用通風(fēng)的辦法來散熱。
如果沒有仔細(xì)的熱設(shè)計，LED和電源驅(qū)動電路很容易因為高溫而退化或永久失效。
電路介紹
直通電路
半橋和全橋是開關(guān)電源常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，“直通”對其有很大的威脅，直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時間內(nèi)同時導(dǎo)通的現(xiàn)象。
在換流期，開關(guān)電源易受干擾而造成直通，過大的直通電流會損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現(xiàn)直通現(xiàn)象，須盡快檢測到并立即關(guān)斷驅(qū)動，以避免開關(guān)器件的PN結(jié)積累過大的熱量而燒壞。
過流電路
當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時，會引起流過開關(guān)管的電流過大，使管子功耗增大、發(fā)熱，若沒有過流保護(hù)裝置，大功率開關(guān)管就可能損壞； 調(diào)節(jié)電路失效還可能導(dǎo)致LED過流損壞。
過流保護(hù)一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測、比較，從而實現(xiàn)保護(hù)，但它們都有體積大和成本高的缺點。
過沖電路
穩(wěn)流型開關(guān)電源在開機和關(guān)機時容易造成電流過沖，LED之類的負(fù)載對ms級的電流過沖都是不允許的，瞬間大電流的沖擊有可能損壞LED器件。
過壓電路
穩(wěn)流型電源若負(fù)載發(fā)生斷路，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零，一旦給定值不為零，調(diào)節(jié)器會使得輸出電壓急劇飆升至最大值，這對負(fù)載連接接觸不良時是很危險的。
對LED、半導(dǎo)體制冷等負(fù)載來說，過壓發(fā)生時，首要任務(wù)是保護(hù)負(fù)載，其次是保護(hù)開關(guān)功率管。
為解決以上問題，有兩種保護(hù)方法同時使用，一是放置雙向TVS來實現(xiàn)對瞬間沖擊電壓的防護(hù)。
辨別
1、驅(qū)動芯片：IC
驅(qū)動電源的核心就是IC，IC的好壞直接影響整個電源。
大廠的驅(qū)動IC，都是尋找大型的封裝廠來封裝的；而小廠的驅(qū)動IC技術(shù)是直接抄大廠的驅(qū)動設(shè)計方案找小型的封裝廠來封裝，無法正常保障整批IC的一致性和穩(wěn)定性，從而導(dǎo)致驅(qū)動電源在使用一段時間后莫名其妙的失效。
所以LED電源上的IC，拒絕打磨，以便燈具廠家了解IC方案和核算驅(qū)動的成本，做到合理的價格采購電源產(chǎn)品。
2、變壓器
控制芯片可視為電源的大腦中樞，而決定功率、耐溫等是變壓器。
變壓器負(fù)責(zé)完成“交流電-磁能-直流電”，能量超載就會飽和炸機。
組成變壓器的核心是磁芯和線包。
磁芯品質(zhì)是變壓器的核心，但是如同瓷器一般，極難辨別。
簡易的外觀辨別為：外觀脆、密、亮，同時背面打磨氣孔者為上品。
線包是由銅線繞組而成，使用銅線的品質(zhì)是影響變壓器的壽命的關(guān)鍵。
同樣長度的銅包鋁線材是純銅線的1/4價格，由于成本壓力導(dǎo)致的，往往變壓器生產(chǎn)廠家就會參雜著銅包鋁的線包的變壓器在里面。
從而導(dǎo)致變壓器溫度升高的時候燒毀失效，導(dǎo)致電源和整燈失效。所以很多的燈具，特別的內(nèi)置電源的燈具，往往會出貨6個月左右出現(xiàn)炸機現(xiàn)象。
而怎么辨別這個銅線是純銅線還是銅包鋁呢？使用打火機點燃一下，快速燒斷即為銅包鋁。
也還可以測量線圈阻值來辨識。
3、電解電容和貼片陶瓷電容
其實輸出電容的壽命對電源的壽命影響很大。
輸出端有高達(dá)每秒6萬次的開關(guān)頻率，導(dǎo)致電容的寄生電阻發(fā)熱加大，產(chǎn)生類似水垢的物質(zhì)，最后電解液升溫、爆漿。
推薦輸出電解電容：采用LED專用電解，一般型號以L開頭。
陶瓷電容：材質(zhì)分為X7R，X5R和Y5V，而Y5V的實際容值僅能達(dá)到實際的1/10，標(biāo)稱容值僅指工作在0伏時。所以這個微小的貼片電阻，選項不良也會導(dǎo)致成本的價格差和極大縮短電源的壽命。
4、電源產(chǎn)品的電路設(shè)計和焊接工藝
設(shè)計優(yōu)劣的判別：拋開專業(yè)的角度，可以通過一些直觀的辦法來分辨，如元件布局整齊、大方、有序、焊點亮凈挺拔。
焊接工藝：手工焊接與波峰焊工藝，眾所周知，機械化生產(chǎn)的波峰焊工藝品質(zhì)肯定是好于手工焊接。辨別辦法：背面是否有紅膠。（錫膏工藝+焊接治具也可實現(xiàn)波峰焊，但是治具成本高）。
貼片的焊點檢測儀器：AOI。
該設(shè)備可以檢測出貼片過程中的虛焊、假焊、漏焊現(xiàn)象。
燈具在使用一段時間出現(xiàn)閃燈現(xiàn)象，基本上都是由于電源或者燈珠虛焊導(dǎo)致的。
而這個產(chǎn)品的虛焊檢測，是極難通過老化檢測的出來的，所以就必須依靠AOI來檢測電源的貼片品質(zhì)了。
5、電源產(chǎn)品的批量檢測老化架和高溫老化房
物料和生產(chǎn)工藝控制的再好的電源產(chǎn)品，還是需要檢測老化的。
因為電子元器件和變壓器的來料檢測是很難管控的。
只有通過整個批次的電源的老化和高溫房的高溫抽檢，來檢測這個批次電源的品質(zhì)穩(wěn)定性和物料是否有安全隱患。
大批量高溫抽檢的作用：電源的失效是在千分之1至百分之1之間，只有數(shù)千只的高溫老化才會發(fā)現(xiàn)這類失效。
高溫房可模擬電源工作的惡劣環(huán)境，在加嚴(yán)條件下的抽檢，可發(fā)現(xiàn)批量性問題，如設(shè)計不合理、原材料不良、推演燈具內(nèi)的失效、高壓開關(guān)沖擊等。
常溫長時間老化：篩選出虛焊、漏焊、碰撞等隨機失效，濾除元件的早期失效，有效降低成品失效率（百分之一降至千分之一）。
該內(nèi)容是云漢芯城小編通過網(wǎng)絡(luò)搜集資料整理而成，如果你還想了解更多關(guān)于電子元器件的相關(guān)知識及電子元器件行業(yè)實時市場信息，敬請關(guān)注微信公眾號 【云漢芯城】。
（免責(zé)聲明：素材來自網(wǎng)絡(luò)，由云漢芯城小編搜集網(wǎng)絡(luò)資料編輯整理，如有問題請聯(lián)系處理?。?/blockquote>
聯(lián)系客服
