问:隔离型与非隔离型驱动方案各有何优缺点?应用中如何选择?
答:所谓隔离,是指输入与输出间没有直接的电气连接关系,从安全的要求讲,一般要求输入/输出间耐压在3KV以上。目前的隔离型方案多是以变压器作为隔离元件的AC/DC的反激式(Flyback)电路方案,因此相对电路较复杂、成本较高。而非隔离型基本是采用功率电感的DC/DC的升压(Boost)或 降压(Buck)电路,相对电路较简单,因而成本也相对较低。
由于电路上差异较大,大多数的芯片都不具备同时实现两种方案的可能。从恒流精度上看,隔离型可以做到±5%以内,而非隔离型则很难做到。
目前在以市电为输入电源的LED灯具中(特别是驱动与光源一体的灯具),本着安全第一的原则,基本已不需再采用非隔离型方案。但也有例外,LED日光灯管 由于受到结构和空间的制约,仍还用非隔离型方案。在低压供电的LED灯具中,以效率和成本优先的原则,非隔离型方案是最佳的选择。
问:LED被静电击穿的原理和过程是怎么样的?会有何影响?
答:LED属于半导体类元件,它的PN结是直接裸露在外头的,很容易接触静电。当LED两个电极上极性不同的电荷积累(产生电荷或者转移过来的电荷)到一 定的程度,又得不到及时释放,电荷能量一旦超过LED芯片最大承受值时,电荷将以极短的瞬间(纳秒级别)在LED两个电极层之间进行放电,产生功率焦耳的热量,在导电层之间局部(往往是电阻值最小、电极周边的)会形成1400℃以上的高温,高温将会把导电层之间熔融成一些小孔,从而造成漏电、暗亮、死灯、电性飘移等现象。
这个击穿LED的静电能量它并非就是一个高压,学术的讲是一个能量,它取决于电荷的量和的时间长短这两个核心系数。放电刹那的时间越短威力越大,电荷越多威力也越大。静电击穿LED是个非常复杂的过程,因此,测试LED抗静电时的模拟设计也是一项很复杂、很严谨的测试。
被静电击损后的LED如果是比较严重的往往是死灯、漏电。轻微的静电损伤,LED一般没有什么异常,但此时,该LED已经有一定的隐患,当它受到二次静电损伤时,那就会出现暗亮、死灯、漏电增大啦。
问:如何设计高品质LED驱动电路?
答:LED光源是一种长寿命光源,理论寿命可达50000($4.1464)小时,但应用电路设计不合理、电路元器件选用不当、LED光源散热不好,都会影响它的使用寿命。 特别是在应用电路里,作为AC/DC整流桥的输出滤波器的电解电容器,它的使用寿命在5000小时以下,这就成了制造长寿命LED灯具技术的拦路虎,设计 生产可在应用电路里省去电解电容器的新一代LED驱动IC是可行的解决方案。
此外,对新一代LED驱动IC的设计必须打破传统的DC/DC拓扑结构设计理念,如采用恒功率、不采用磁滞控制的降压型而采用定频定电流控制、解决使用卤 素灯电子变压器所产生的灯源闪烁和多灯并联不亮问题等等;还必须解决LED驱动IC在多种应用电路中能过EMC、安规、CE、UL等认证;应用电路应力求 简洁、使用元器件少;隔离与非隔离的应用历来是商家在安全与效率之争焦点;提高PWM控制器的占空比等等。
问:选择和设计LED驱动电源时要考虑哪些因素?
答:LED驱动电源是把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压 直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点:
1.高可靠性:特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。2.高效率:LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于电源安装在灯具内的结构尤为重要。因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。3.高功率因素:功率因素是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。虽然功率小的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。4.驱动方式:现在通行的有两种:一种是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。此方式,组合很灵活,一路LED故障,不影响其他 LED的工作,但成本会略高一点。另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。它的优点是成本低一点,但是灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。这两种形式,在一段时间内并存。多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。也许是以后的主流方向。5.浪涌保护:LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。加强这方面的保护也很重要。有些LED灯装在户外,如LED路灯。由于电网负载的启 甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。6.保护功能 电源除了常规的保护功能外,最好在恒流输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。7.防护灯具外安装型,电源结构要防水、防潮,外壳要耐晒。8.驱动电源的寿命要与LED的寿命相适配。9.要符合安规和电磁兼容的要求。