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如何解决LED灯具能效和可靠性难题

发布日期:2013-01-17   浏览次数:48055
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【摘   要】: LED,一种全新概念的固态光源,以其无与伦比的节能、环保、长寿命、可控性高等技术优势,成为近年来全球最具发展前景的高新技术

    LED,一种全新概念的固态光源,以其无与伦比的节能、环保、长寿命、可控性高等技术优势,成为近年来全球最具发展前景的高新技术之一,正式拉开全面替代传统照明的序幕,半导体照明技术革新正在改变百年传统照明历史。随着LED技术在照明领域的应用,LED产品在全球掀起了一场节能环保的绿色风暴,被业界誉为绿色照明产品。在能耗越来越高的今天,甚至有人预言:“在未来10年内,LED产品将成为取代高压钠灯、白炽灯、荧光灯等传统照明灯具的唯一产品。”LED要普及,不但需要大幅度降低成本,更需要解决能效和可靠性的难题,如何解决这些难题,瓷库中国分享了高效高可靠LED灯具设计的方法。


    尽量使用集成MOSFET


    如果设计的LED灯具功率不是很高,建议使用集成了MOSFET的LED驱动器产品,因为这样做的好处是集成MOSFET的导通电阻少,产生的热量要比分立的少,另外,就是集成的MOSFET是控制器和FET在一起,一般都有过热关断功能,在MOSFET过热时会自动关断电路达到保护LED灯具的目的,这对LED灯具非常重要,因为LED灯具一般很小巧且难以进行空气散热。“有的时候会发生LED因过热燃烧伤人的情况,但是我们的方案从来不会这样的。”。


    尽量使用单级架构电路


    瓷库中国表示有些LED电路采用了两级架构,即“PFC(功率因数校正)+隔离DC/DC变换器”的架构,这样的设计会降低电路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,则整个电路的效率会降低到83.6%!“PI的LinkSwitch-PH器件同时将PFC/CC控制器、一个725VMOSFET和MOSFET驱动器集成到单个封装中,将驱动电路的效率提升到87%!”“这样的器件可大大简化电路板布局设计,最多能省去传统隔离反激式设计中所用的25个元件!省去的元件包括高压大容量电解电容和光耦器。”LED两级架构适用于必须使用第二个恒流驱动电路才能使PFC驱动LED恒流的旧式驱动器。


    不要使用双极型功率器件


    由于双极型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为了降低LED驱动成本而使用双极型功率器件,这样会严重影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障从而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的使用寿命要远远长于双极型器件。现在灯具批发市场大多都是采用这种方法制作的灯具。


    尽量不要使用电解电容


    LED驱动电路中到底要不要使用电解电容?目前有支持者也有反对者,支持者认为如果可以将电路板温度控制好,依次达成延长电解电容寿命的目的,例如选用105度寿命为8000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算公式“温度每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为16000小时,在85度环境下工作寿命为32000小时,在75度环境下工作寿命为64000小时,假如实际工作温度更低,那么寿命会更长!由此看来,只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的!


    在LED驱动电路输入部分可以考虑不用电解电容,实际上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去电解电容,PI的单级PFC/恒流设计可以让设计师省去大容量电容,在输出电路中,可以用高耐压陶瓷电容来代替电解电容从而提升可靠性,有的人在设计两级电路的时候,在输出采用了一个400V的电解电容,这会严重影响电路的可靠性,建议采用单级电路用陶瓷电容就可以了。对于不太关注调光功能、高温环境及需要高可靠性的工业应用来说,强烈建议不采用电解电容进行设计。

 
 
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