led電源

led電源

向電子設備提供功率的裝置
LED電源是電源的一種,是向電子設備提供功率的裝置,也稱電源供應器,部署為設備上的不同電源輸入連接到帶有兩個或三個電源輸入的獨立電路設備上。(發光二極管)幹電池等叫做電源;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。能提供信号的電子設備叫做信号源。晶體三極管能把前面送來的信号加以放大,又把放大了的信号傳送到後面的電路中去。晶體三極管對後面的電路來說,也可以看做是信号源。整流電源、信号源有時也叫做電源。[1]
    中文名:led電源 外文名:LED power supply 所屬品牌: 作用:向電子設備提供功率

概述

把其他形式的能轉換成電能的裝置叫做電源。發電機能把機械能轉換成電能,幹電池能把化學能轉換成電能.發電機.電池本身并不帶電,它的兩極分别有正負電荷,由正負電荷産生電壓(電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的),電荷導體裡本來就有,要産生電流隻需要加上電壓即可,當電池兩極接上導體時為了産生電流而把正負電荷釋放出去,當電荷散盡時,也就荷盡流(壓)消了.幹電池等叫做電源。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。能提供信号的電子設備叫做信号源。晶體三極管能把前面送來的信号加以放大,又把放大了的信号傳送到後面的電路中去。晶體三極管對後面的電路來說,也可以看做是信号源。整流電源、信号源有時也叫做電源。

電源是向電子設備提供功率的裝置,也稱電源供應器,它提供計算機中所有部件所需要的電能。電源功率的大小,電流和電壓是否穩定,将直接影響計算機的工作性能和使用壽命。

計算機電源是一種安裝在主機箱内的封閉式獨立部件,它的作用是将交流電通過一個開關電源變壓器換為5V,-5V,+12V,-12V,+3.3V等穩定的直流電,以供應主機箱内系統版,軟盤,硬盤驅動及各種适配器擴展卡等系統部件使用通俗來講就是,一個電源壞了,另一個備份電源代替其供電。可以通過為節點和磁盤提供電池後援來增強硬件的可用性。HP支持的不間斷電源(UPS),如HPPowerTrust,可提防瞬間掉電。磁盤與供電電路的連接方式應使鏡像副本分别連接到不同的電源上。根磁盤與其相應的節點應由同一電源電路供電。特别是,群集鎖磁盤(當重組群集時用作仲裁器)應該有冗餘電源,或者,它能由群集中節點之外的電源供電。您的HP代表可提供關于群集的電源、磁盤和LAN硬件布局方面的詳細信息。目前許多磁盤陣列和其他架裝系統含有多個電源輸入,它們應部署為設備上的不同電源輸入連接到帶有兩個或三個電源輸入的獨立電路設備上,這樣,一般情況下,隻要出現故障的電路不超過一個,系統就能繼續正常運行。因此,如果群集中的所有硬件有2個或3個電源輸入,則要求至少有三個獨立的電路,以确保群集的電路設計中沒有單點故障。

生産廠商

國外品牌:海盜船(Corsair)安钛克(ANTEC)思民(zalman)等。

國内品牌:航嘉(Huntkey)長城(greatwall)鑫谷(Segotep)TT酷冷至尊金河田大水牛愛國者多彩(DELUX)世紀之星富士康(FOXCONN)思想(sixiang)。

分類

1.普通電源

又可細分為:開關電源、逆變電源、穩壓電源、通信電源、模塊電源、變頻電源、UPS電源、EPS應急電源、淨化電源、PC電源、整流電源、、加熱電源、焊接電源/電弧電源、電鍍電源、網絡電源、電力操作電源、适配器電源、線性電源、電源控制器/驅動器、功率電源、其他普通電源。

2.特種電源

又可細分為:安防電源、高壓電源、醫療電源、軍用電源、航空航天電源、激光電源、其他特種電源。

電源IC的特點

電源IC種類繁多,它們的共同特點有:

(1)工作電壓低

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;也有一些工作電壓為5V,還有少數12V或28V的特殊用途的電壓源。

(2)工作電流不大

從幾毫安到幾安都有,但由于大多數嵌入式電子産品的工作電流小于300mA,所以30~300mA的電源IC在品種及數量上占較大的比例。

(3)封裝尺寸小

近年來發展的便攜式産品都采用貼片式器件,電源IC也不例外,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。

(4)完善的保護措施

新型電源IC有完善的保護措施,這包括:輸出過流限制、過熱保護、短路保護及電池極性接反保護,使電源工作安全可靠,不易損壞。

(5)耗電小及關閉電源功能

新型電源IC的靜态電流都較小,一般為幾十μA到幾百μA。個别微功耗的線性穩壓器其靜态電流僅1.1μA。另外,不少電源IC有關閉電源控制端功能(用電平來控制),在關閉電源狀态時IC自身耗電在1μA左右。由于它可使一部分電路不工作,可大大節省電能。例如,在無線通信設備上,在發送狀态時可關閉接收電路;在未接收到信号時可關閉顯示電路等。

(5)有電源工作狀态信号輸出

不少便攜式電子産品中有單片機,在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數時,電源IC有一個電源工作狀态信号輸給單片機,使單片機複位。利用這個信号也可以做成電源工作狀态指示(當電池低電壓時,有LED顯示)。

(6)輸出電壓精度高

一般的輸出電壓精度為±2~4%之間,有不少新型電源IC的精度可達±0.5~±1%;并且輸出電壓溫度系數較小,一般為±0.3~±0.5mV/℃,而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。線性調整率一般為0.05%~0.1%/V,有的可達0.01%/V;負載調整率一般為0.3~0.5%/mA,有的可達0.01%/mA。

(7)新型組合式電源IC

升壓式DC/DC變換器的效率高但紋波及噪聲電壓較大,低壓差線性穩壓器效率低但噪聲最小,這兩者結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IC有MAX710/711,MAX1705/1706等。另一種例子是電荷泵+LDO組成,輸出穩壓的電荷泵電源IC,例如MAX868,它可輸出0~-2VIN可調的穩定電壓,并可提供30mA電流;MAX1673穩壓型電荷泵電源IC輸出與VIN相同的負壓,輸出電流可達125mA。

類術語

ACPI

是由Intel、Microsoft等聯合推出的一種電源管理規範,它将電源管理集成到硬件、操作系統和應用程序中,實現了由操作系統對電源的全面管理。具備ACPI功能的電腦在不使用時處于功耗極低的挂起狀态,modem等接收到信号時可自動開機,并可以實現軟件關機,适應了日益增長的網絡應用要求。

電源效率

電源效率和電源設計線路有密切的關系,高效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發熱量。

擊穿電壓(Uaw,Ua)

擊穿前能連續加在保護器指定端的最高瞬間時電壓值.過壓保護在下列情況下被擊穿:a)如果流過電阻元件的電流峰值超過1mA;b)如果過壓引起流過保護器的電流峰值超過1mA.

CCEE安全認證

CCEE安全認證标志又稱長城标志,為電工産品專用認證标志。中國電工産品認證委員會(CCEE)是國家技術監督局授權,代表中國參加國際電工委員會電工産品安全認證組織(IECEE)的唯一合法機構,代表國家組織對電工産品實施安全認證(長城标志認證)。

端口吞吐量

端口吞吐量是指端口包轉發能力,通常使用pps:包每秒來衡量,它是路由器在某端口上的包轉發能力。通常采用兩個相同速率接口測試。但是測試接口可能與接口位置及關系相關。例如同一插卡上端口間測試的吞吐量可能與不同插卡上端口間吞吐量值不同。

擊穿時間

主要反映保護元件的特性.保護等級愈高,擊穿時間愈長.擊穿時間可在一定範圍内變化,依賴于du/dt或di/dt的斜率.

CCEE安全認證

CCEE安全認證标志又稱長城标志,為電工産品專用認證标志。中國電工産品認證委員會(CCEE)是國家技術監督局授權,代表中國參加國際電工委員會電工産品安全認證組織(IECEE)的唯一合法機構,代表國家組織對電工産品實施安全認證(長城标志認證

短路保護

當被保護線路趨于短路,而産生大于5倍額定電流時,保護器切斷該線路。

開機延時

這是一種新的概念,電源在接通之初到提供穩定的輸出必然需要一定的時間的穩定周期,在這個周期中電壓的穩定度很難保證,所以電源設計者讓電源延時100ms-500ms,等電源穩定後再向電腦提供高質量的電源。

DoubleBuffering

DoubleBuffering(雙重緩沖區處理),絕大多數可支持OpenGl的3D加速卡都會提供兩組圖形畫面信息。這兩組圖形畫面信息通常被看着“前台緩存”和“後台緩存”。顯示卡用“前台緩存”存放正在顯示的這格畫面,而同時下一格畫面已經在“後台緩存”待命。然後顯示卡會将兩個緩存互換,“後台緩存”的畫面會顯示出來,且同時再于“前台緩存”中畫好下一格待命,如此形成一種互補的工作方式不斷地進行,以很快的速度對畫面的改變做出反應。

斷電保護功能

所謂斷電保護功能,即切換設備在正常工作時可存儲最後的通道切換命令,當因突發情況發生斷電後,設備仍将保存此命令,待接電後設備自動恢複為原有的切換狀态。

浪湧保護器

浪湧保護器主要由壓敏電阻(變阻,限壓二極管)和放電隙(放電通道)組成,用來保護其他電子設備和系統,以及提供等電位連接。

開機延時

這是一種新的概念,電源在接通之初到提供穩定的輸出必然需要一定的時間的穩定周期,在這個周期中電壓的穩定度很難保證,所以電源設計者讓電源延時100ms-500ms,等電源穩定後再向電腦提供高質量的電源。

短路保護

當被保護線路趨于短路,而産生大于5倍額定電流時,保護器切斷

EMI

EMI(Electron-MagneticInterference)-電磁幹擾,任何産生電磁場的電子設備都會或多或少地産生噪聲場,幹擾其附近的電子設備,這種現象就叫做電磁幹擾。

斷路器

根據IEC标準,電湧保護器必須帶有斷開裝置(斷路器),當電湧保護器因任何形式的事故而導緻壽命終止時,該斷開裝置能安全地斷開電路。

臨界頻率(Fg)

在此頻率下,在特定的測試條件下,插入損耗為1dB

IEEE

是美國制定電氣标準的專業性組織,全稱是InstituteofElectricalandElectromicsEngineers,它制定的IEEE802标準對局域網的發展做出了巨大貢獻。IEEE的著名協議有802.2,802.3,802.5。

額定電流

能由過壓保護器傳導的額定工作電流。

漏電保護

當被保護線路的相線直接或通過非預期負載對大地接通,而産生近似正弦波形并且其有效值是緩慢變化的剩餘電流,當該電流大于一定數值時,保護器切斷該線路。

安規認證

優質的電源具有FCC、美國UR和中國長城等認證标志,這些認證是認證機構根據行業内技術規範對電源制定的專業标準,包括生産流程、電磁幹擾、安全保護等,凡是符合一定的指标的産品在申報認證後才能在包裝和産品表面使用認證标記,應該說具有一定的權威性。

額定電流(In)

能由過壓保護器傳導的額定工作電流.

邏輯器件測試速度

邏輯器件測試速度是指測試儀每秒可向被測器件輸入端施加多少個測試向量(TestVector),即TV/S,這是衡量測試儀性能的重要指标,速度越快越好,表明測試儀的檔次越高,HN2000/MX最高可達610KTV/S(國外測試儀pinpoint達10MTV/S,QT200達500KTV/S。)。該指标應準确、穩定,不随微機的檔次而變。該指标的主要作用是解決同一型号但不同類型邏輯器件采用同一測試速度有時不能測試成功的問題。

保護電平

保護電平是指當給電湧保護器加一個幅值為額定放電電流的電沖擊後,在保護器出口出現的最大電壓。這個電壓将直接加在被保護的設備上。因此,為了達到有效的保護,電湧保護器的保護電平應低于被保護設備能承受的最大電壓。

額定電壓

用來标定器件,可長久地加在過壓保護器兩端的電壓。

脈沖電流寬度

依據标準DINVDE0675part1的過壓保護設備的測試電流,被測設備必須能承受20次這樣的電流.

變送器

将物理測量信号或普通電信号轉換為标準電信号輸出或能夠以通訊協議方式輸出的設備。一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等。

額定電壓(Un)

用來标定器件,可長久地加在過壓保護器兩端的電壓。

欠壓保護

當被保護線路的電源電壓低于一定數值時,保護器切斷該線路;當電源電壓恢複到正常範圍時,保護器自動接通。

不同步轉換器

不同步轉換器(ASYCHRONOUS)是不能夠介於兩個電源供應器與負載之間的一種轉換器。

額定放電電流(Isn)

避雷器在特性參數測驗時,所通過的8/20波形(參看DINVDE0432/10.78part3)湧流的峰值避雷器,必須能在Uc下,承受20次額定放電電流,而随後的額定各參數值變化不超過10或20(視避雷器型号而定).

群集技術

就像冗餘部件可以使你免于硬件故障一樣,群集技術則可以使你免于整個系統的癱瘓以及操作系統和應用層次的故障。一台服務器集群包含多台擁有共享數據存儲空間的服務器,各服務器之間通過内部局域網進行互相連接;當其中一台服務器發生故障時,它所運行的應用程序将與之相連的服務器自動接管;在大多數情況下,集群中所有的計算機都擁有一個共同的名稱,集群系統内任意一台服務器都可被所有的網絡用戶所使用。一般而言,群集和高可用性結合的服務器可将運行提升至99.99。群集技術不僅僅能夠提供更長的運行時間,它在盡可能地減少與既定停機有關的停機時間方面同樣有着重要意義。例如,如果使用群集,你可以在關閉一台服務器的同時,不用與用戶斷開即可進行應用,硬件,操作系統的流動升級。集群系統通過功能整合和故障過渡技術實現系統的高可用性和高可靠性,集群技術還能夠提供相對低廉的總體擁有成本和強大靈活的系統擴充能力。

殘餘電壓(Ur)

當流過放電電流時保護器指定端的峰值電壓.

風扇軸承

目前市場上的風扇,其軸承一共有三類:含油軸承、單滾珠軸承(也就是含油加滾珠)、雙滾珠軸承。滾珠軸承的優點在于它的使用壽命長,同時自身發熱量小,噪音小,比較穩定。而含油軸承在長時間使用以後,其中的油脂揮發,軸承磨損,後期噪音會很大,壽命也短。分辨是含油軸承還是滾珠軸承,最簡易的辦法就是用手撥動扇葉,用同樣的力量,滾珠軸承的轉動要更容易一些,轉動的時間也長,而且在停下來的時候會稍稍往反方向轉一下;而含油軸承的則明顯不一樣。

失真

失真分為波形失真,電壓失真、電流失真…等,不論是何種失真,皆以百分比來計算,其失真的大小與諧波、電壓、電流以及功率因子有關系。

電磁傳導幹擾

從電磁安全的角度上講,電腦要符合電磁幹擾标準。電磁對電網的幹擾會對電子設備有不良影響,也會對人體健康帶來危害。國際标準化組織和世界上絕大多數國家對電磁幹擾和射頻幹擾制定了若幹标準,标準要求電子設備的生産廠商對其産品的輻射和傳導幹擾降低到可接受程度,最著名的是“FCCB”,它是美國對住宅環境所制定的電磁幹擾标準。

輸出阻抗

阻抗是電路或設備對交流電流的阻力,輸出阻抗是在出口處測得的阻抗。與模拟輸出串聯表示的等價阻抗。阻抗越小,驅動更大負載的能力就越高。

電擊保護

當被保護線路的相線直接或通過非預期負載對大地接通,而産生非正弦波形并且其有效值是瞬時變化的剩餘電流,當該電流大于一定數值時,保護器切斷該線路。

高電流脈沖(Ish)

依據标準DINVDE0675part1的過壓保護設備的4/10波形的測試電流,被測設備必須能承受2次這樣的電流.

輸入電壓範圍

即UPS允許市電電壓的變化範圍,因為當地的電壓波動情況直接影響UPS的運行,特别是有些地區電網比較惡劣,白天和晚上的電壓相差很大。如果UPS要24小時工作,在如此大的變化範圍裡,UPS能否工作至關重要。如不能工作,隻有轉電池,這樣一則電池并沒有用于真正的斷電,二則頻繁轉電池會影響電池的壽命。如果該UPS的轉電池裝置為繼電器,則對繼電器的損壞特别嚴重,大大增加了UPS的故障率。

電壓保護等級(Up)

标準雷電脈沖擊穿電壓的峰值,在額定放電電流Isn下,受保護端的殘餘電壓,對于電源系統避雷器而言,根據過壓分類(1,2,3,4),保護水平決定其安裝位置;對于信息系統保護器而言,保護水平必須與欲保護系統和設備的兼容性相匹配.

工作電壓

工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。随着CPU的制造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢。低電壓能解決耗電過大和發熱過高的問題,這對于筆記本電腦尤其重要。

輸入阻抗

阻抗是電路或設備對交流電流的阻力,輸入阻抗是在入口處測得的阻抗,一個輸入放在一個驅動它的信号源的負載數量。高輸入阻抗能夠減小電路連接時信号的變化,因而也是最理想的。在給定電壓下最小的阻抗就是最小輸入阻抗。作為輸入電流的替代或補充,它确定輸入功率要求。

電壓等級(Uc)

能加在指定端不引起特性的變化和擊活保護元件的最大電壓。

功率因子

這個數值通常介于0與1之間,而且其數值絕對不能大于1,它是W(實功率)與VA(虛功率)值之間的比數,而比數的高與低,比數越高則電器本身的效能越好,反之比數越低,則表示電器本身所消耗的能源越大,也就越耗電。

瞬間反應能力

當輸入電壓在瞬間發生較大的變化(在允許範圍之内),輸出的穩定電壓值恢複正常所用的時間,也是電源對異常情況的反應能力。

電源風扇

電源風扇是電源的一個重要組成部份,負責将電源内的熱空氣抽出。打開電源内部可以看到有兩塊較大的散熱片,散熱片上的大功率管的性能和極限參數直接影響到電源的安全承載功率和産品成本。此外,電源的後部兩個插座分别用來連接外界電源和為顯示器提供插座,一般雄性插座為電源插座。在兩個插座間有個電壓設定開關用于切換110V與220V兩種電壓制式,在國内普遍采用220V電壓制式,如果錯誤的設定在110V檔上會對電源造成傷害。

過流保護

當被保護線路負載增大,而産生大于1.4倍額定電流時,保護器延時後切斷該線路。

系統認證

作為專業用戶的整體解決方案,工作站需要進行整機系統認證,确保系統可以處理由雙CPU,多個高速轉動的磁盤及圖卡産生的熱量,确保電源可滿足開機和高速轉動的磁盤及圖形卡的穩定電壓的要求,保證産品在最苛刻的環境下也能夠穩定運行。

電源功率

電源功率越小,機器所産生的熱量就小,這樣機器連續投影時間就長。為了使用安全,投影機裡一般裝有過熱保護裝置。

過壓保護

ATX電源較傳統AT電源多了3.3V電壓組,有的主闆沒有穩壓組件直接用3.3V為主闆部分設備供電,即便是具有穩壓裝置的線路,對輸入電壓也有上限,一旦電壓升高對被供電設備可能會造成嚴重不可逆的物理損傷。所以電源的過壓保護十分重要,防患于未然。

噪音和濾波

這項指标需要通過專業儀器才能直觀量化判斷,主要是220V交流電經過開關電源的濾波和穩壓變換成各種低電壓的直流電,噪音标志輸出直流電的平滑程度,濾波品質的高低直接關系到輸出直流電中交流分量的高低,也被稱為波紋系數,這個系數越小越好。同時濾波電容的容量和品質也關系到電流有較大變動時電壓的穩定程度。

電源管理

指如何将電源有效分配給系統的不同組件。電源管理對于依賴電池電源的移動式設備至關重要。通過降低組件閑置時的能耗,優秀的電源管理系統能夠将電池壽命延長兩倍或三倍。

過壓保護

當被保護線路的電源電壓高于一定數值時,保護器切斷該線路;當電源電壓恢複到正常範圍時,保護器自動接通。

阻抗

阻抗(Impedance):注意與電阻含義的區别,在直流電(DC)的世界中,物體對電流阻礙的作用叫做電阻,但是在交流電(AC)的領域中則除了電阻會阻礙電流以外,電容及電感也會阻礙電流的流動,這種作用就稱之為電抗,而我們日常所說的阻抗是電阻與電抗在向量上的和。

電源消耗管理

IEEE802.11還定義了MAC層的信令方式,通過電源管理軟件的控制,使得移動用戶能具有最長的電池壽命。電源管理會在無數據傳輸時使網絡處于休眠(低電源或斷電)狀态,這樣就可能會丢失數據包。為解決這一問題,IEEE802.11規定了AP應具有緩沖區去儲存信息,處于休眠的移動用戶會定期醒來恢複該信息。

回波損耗

在高頻場合,反映行波在保護設備的過渡點處被反射的比例.在這一參數下可直接衡量,保護器件與系統的湧波阻抗的匹配程度.對于數據傳輸系統,為防止位錯誤,系統的回波損耗必須大于20dB.

最大放電電流(Imax)

避雷器必須承受8/20波形(參看DINVDE0432/10.78part3)的測試電流,而不引起損壞.保護器必須能承受2次這樣的大電流.

電源設計

LED驅動電源設計并不難,但一定要心中有數。隻要做到調試前計算,調試時測量,調試後老化,相信誰都可以搞好LED。

1、LED電流大小

大家都知道LEDripple過大的話,LED壽命會受到影響,影響有多大,也沒見過哪個專家說過。以前問過LED廠這個數據,他們說30%以内都可以接受,不過後來沒有經過驗證。建議還是盡量控制小點。如果散熱解決的不好的話,LED一定要降額使用。也希望有專家能給個具體指标,要不然影響LED的推廣。

2、芯片發熱

這主要針對内置電源調制器的高壓驅動芯片。假如芯片消耗的電流為2mA,300V的電壓加在芯片上面,芯片的功耗為0.6W,當然會引起芯片的發熱。驅動芯片的最大電流來自于驅動功率mos管的消耗,簡單的計算公式為I=cvf(考慮充電的電阻效益,實際I=2cvf,其中c為功率MOS管的cgs電容,v為功率管導通時的gate電壓,所以為了降低芯片的功耗,必須想辦法降低c、v和f。如果c、v和f不能改變,那麼請想辦法将芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入額外的功耗。再簡單一點,就是考慮更好的散熱吧。

3、功率管發熱

關于這個問題,也見到過有人在論壇發過貼。功率管的功耗分成兩部分,開關損耗和導通損耗。要注意,大多數場合特别是LED市電驅動應用,開關損害要遠大于導通損耗。開關損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅動能力和工作頻率有關,所以要解決功率管的發熱可以從以下幾個方面解決:A、不能片面根據導通電阻大小來選擇MOS功率管,因為内阻越小,cgs和cgd電容越大。如1N60的cgs為250pF左右,2N60的cgs為350pF左右,5N60的cgs為1200pF左右,差别太大了,選擇功率管時,夠用就可以了。B、剩下的就是頻率和芯片驅動能力了,這裡隻談頻率的影響。頻率與導通損耗也成正比,所以功率管發熱時,首先要想想是不是頻率選擇的有點高。想辦法降低頻率吧!不過要注意,當頻率降低時,為了得到相同的負載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導緻電感進入飽和區域。如果電感飽和電流夠大,可以考慮将CCM(連續電流模式)改變成DCM(非連續電流模式),這樣就需要增加一個負載電容了。

4、工作頻率降頻

這個也是用戶在調試過程中比較常見的現象,降頻主要由兩個方面導緻。輸入電壓和負載電壓的比例小、系統幹擾大。對于前者,注意不要将負載電壓設置的太高,雖然負載電壓高,效率會高點。對于後者,可以嘗試以下幾個方面:a、将最小電流設置的再小點;b、布線幹淨點,特别是sense這個關鍵路徑;c、将電感選擇的小點或者選用閉合磁路的電感;d、加RC低通濾波吧,這個影響有點不好,C的一緻性不好,偏差有點大,不過對于照明來說應該夠了。無論如何降頻沒有好處,隻有壞處,所以一定要解決。

5、電感或者變壓器的選擇

終于談到重點了,我還沒有入門,隻能瞎說點飽和的影響了。許多用戶反應,相同的驅動電路,用a生産的電感沒有問題,用b生産的電感電流就變小了。遇到這種情況,要看看電感電流波形。有的工程師沒有注意到這個現象,直接調節sense電阻或者工作頻率達到需要的電流,這樣做可能會嚴重影響LED的使用壽命。所以說,在設計前,合理的計算是必須的,如果理論計算的參數和調試參數差的有點遠,要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。變壓器飽和時,L會變小,導緻傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那麼LED的峰值電流也跟着增加。在平均電流不變的前提下,隻能看着光衰了。

辨别好壞

1、驅動芯片:IC

驅動電源的核心就是IC,IC的好壞直接影響整個電源。大廠的驅動IC,都是尋找大型的封裝廠來封裝的;而小廠的驅

動IC技術是直接抄大廠的驅動設計方案找小型的封裝廠來封裝,無法正常保障整批IC的一緻性和穩定性,從而導緻驅動電源在使用一段時間後莫名其妙的失效。

所以LED電源上的IC,拒絕打磨,以便燈具廠家了解IC方案和核算驅動的成本,做到合理的價格采購電源産品。

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。變壓器負責完成“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。

磁芯品質是變壓器的核心,但是如同瓷器一般,極難辨别。簡易的外觀辨别為: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,使用銅線的品質是影響變壓器的壽命的關鍵。同樣長度的銅包鋁線材是純銅線的1/4價格,由于

成本壓力導緻的,往往變壓器生産廠家就會參雜着銅包鋁的線包的變壓器在裡面。從而導緻變壓器溫度升高的時候燒毀失效,導緻電源和整燈失效。所以很多的燈

具,特别的内置電源的燈具,往往會出貨6個月左右出現炸機現象。而怎麼辨别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。輸出端有高達每秒6萬次的開關頻率,導緻電容的寄生電阻發熱加大,産生類似水垢的物質,最後電解液升溫、爆漿。推薦輸出電解電容:采用LED專用電解,一般型号以L開頭。

陶瓷電容:材質分為X7R,X5R和Y5V,而Y5V的實際容值僅能達到實際的1/10,标稱容值僅指工作在0伏時。所以這個微小的貼片電阻,選項不良也會導緻成本的價格差和極大縮短電源的壽命。

4、電源産品的電路設計和焊接工藝

設計優劣的判别:抛開專業的角度,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、焊點亮淨挺拔。

焊接工藝:手工焊接與波峰焊工藝,衆所周知,機械化生産的波峰焊工藝品質肯定是好于手工焊接。辨别辦法:背面是否有紅膠。(錫膏工藝+焊接治具也可實現波峰焊,但是治具成本高)。

貼片的焊點檢測儀器:AOI。該設備可以檢測出貼片過程中的虛焊、假焊、漏焊現象。

目前燈具在使用一段時間出現閃燈現象,基本上都是由于電源或者燈珠虛焊導緻的。而這個産品的虛焊檢測,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了。

5、電源産品的批量檢測老化架和高溫老化房

物料和生産工藝控制的再好的電源産品,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。隻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穩定性和物料是否有安全隐患。

大批量高溫抽檢的作用:目前電源的失效是在千分之1至百分之1之間,隻有數千隻的高溫老化才會發現這類失效。

高溫房可模拟電源工作的惡劣環境,在加嚴條件下的抽檢,可發現批量性問題,如設計不合理、原材料不良、推演燈具内的失效、高壓開關沖擊等。

常溫長時間老化:篩選出虛焊、漏焊、碰撞等随機失效,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)。

電源壽命

LED芯片和電源裝在一起,一般空間狹小,散熱條體差,如何保證LED電源質量和壽命,就要從設計前就開端思忖,從而避免LED電源很快失效,可以說LED電源壽命是制約着LED發展的關鍵。這是一下需要系統設計和考慮的綜合問題。我們認為影響LED電源壽命的性能包括環境特征,部件和電力待征,綜合有以下方面:

1、實際應用環境的影響:高濕環境、高溫環境、多塵環境、強磁環境、震動環境

2、燈飾溫度環境的影響:燈飾内溫小于65度、燈飾外殼小于75度、電源溫度小于60度

3、供電電網的影響:不穩定電網的電壓輸入會對LED電源的部件造成沖擊,從而影響LED驅動的使用壽命脈。

4、絕緣和安裝的影響:産品的正确安裝和良好的絕緣會增強LED電源的應用力。

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,這種現象會随着溫度的升高而加速,一般認為溫度每上升10℃,洩漏速度會提高至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,根據通行的電解電容壽命估算公司“每降低10度,壽命增加一倍”,那麼它為95度環境下工作壽命為20000小時,在85度環境下工作壽命為40000小時。LED驅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℃時的壽命隻能保證約8萬小時;電容溫度75℃時的壽命隻能保證約4萬小時;電容溫度85℃時的壽命隻能保證約2萬小時;電容溫度95℃時的壽命隻能保證約1萬小時;從以上的推算:電解電容溫度每上升10℃,壽命将會減半。

6、開關次數的影響:多數電源設有電容器輸入型的整流回路,在通入電源時,會産生浪湧電流,導緻開關接點疲勞,引發接觸電阻增大及吸附等問題。理論上認為,在電源期望壽命期間,開關的通斷次數約有10000次。

7、沖擊電流保護電阻、熱敏功率電阻的影響:為抵搞電源通入時産生的沖擊電流,通常電源的設計将電阻與SCR等元件并聯起來使用。電源通入時的電力峰值高達額定數值的數十倍至數百倍,結果導緻電阻熱疲勞,引起斷路。處在相同情況下的熱敏功率電阻器也會産生熱疲勞現象。

解析LED電源的隔離與非隔離

在一般的LED照明市場上,存在非隔離設計和隔離型驅動電源之分。非隔離設計僅限于雙絕緣産品,例如燈泡的替代産品,其中LED和整個産品都集成并密封在非導電塑料中,因此,最終用戶并沒有任何觸電的危險。二級産品都是隔離型的,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照明和路燈照明應用的情況下),這種産品必不可少。

帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅動電源意味着LED可以直接用手接觸而不會觸電。而無隔離變壓器的LED驅動電源雖仍可以借助防護外殼實現部分機械絕緣,但此時的LED在工作時并不能直接接觸。

絕緣型燈泡在今後将成為主流

物理設計決定着驅動器是隔離式還是非隔離式。安全規則通常要求使用兩個獨立的隔離層。設計師可以選擇兩種物理隔離層,即塑料散光罩和玻璃護罩,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。照明燈設計師必須在他們所設計的每款産品中進行大量的成本及設計優化工作。由于适用于不同的應用,是采用隔離的絕緣變壓器還是采用隔離的防護燈罩外殼,設計者在不同的角度考慮永遠會有不同的見解。

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範的要求,等等。帶變壓器的驅動成本較高,但也相應讓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。當白熾燈玻璃外殼很容易被損壞時,一個E27型号的普通燈泡可被替換成為LED燈。

此外,在工業區或者是辦公設備應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燈也确實需要隔離變壓器。

作為一個讓最終用戶能安全使用的産品,一定會考慮絕緣與隔離的可靠性。作為完整的産品,産品表面使用者能接觸到的部分一定要經過隔離,不能讓人觸電。而從産品整個系統而言,隔離是不可避免的,區别隻是設置隔離的位置不同。有些設計者采用隔離的變壓器設計,因此他們可以簡化散熱和燈罩的設計。如果用非隔離的驅動設計,在燈殼等結構上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅動,隔離與非隔離的方案一直都同時存在。

中國LED驅動電源制造商們可能面對的主要挑戰是找到低成本的AC/DC驅動器,從而滿足在低成本電源系統中實現更嚴格的功率因子和效率表現。未來,在空間受限且存在散熱困難的系統(比如LED燈具)中使用高質量、高可靠性的電源,将不再免費。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,要想證明其質量高是相當困難的事情。

基于變壓器的隔離型LED驅動電源将是主流

隔離和非隔離LED驅動電源方案各有優缺點。業内人士認為,ClassII将是主流,因為它簡化了LED散熱問題。ClassI或II系統依賴接地系統,在大多數情況下,跟安裝地點很有關系。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系統要求一個接地外殼和(或)機械障礙,而這時ClassII系統不需要的。

有好幾個趨勢正在推動LED照明市場的發展。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驅動電源的不斷湧現,其次是全球立法禁止白熾燈照明(由于其低效率)和CFL節能燈的逐步淡出(如果打破的話,它會流出對環境有害的水銀)。這些因素綜合起來正使得LED照明成為一個長期的發展趨勢。當然,低系統成本(包括LED、熱管理系統和LED驅動器)永遠是消費者廣泛采用LED通用照明的推動力。

事實上,在很多LED照明産品中,失效是一個常見現象,大多數是因為電源的失效,而不是LED的失效。在設計層面上,這意味着OEM必須變成系統熱設計的專家。LED提供高效率,但它們也比白熾燈或節能燈産生更多的傳導熱量。

由于許多LED照明應用封閉在一個很小的空間裡,很難用通風的辦法來散熱。如果沒有仔細的熱設計,LED和電源驅動電路很容易因為高溫而退化或永久失效。

保護方式

直通電路

半橋和全橋是開關電源常用的拓撲結構,“直通”對其有很大的威脅,直通是同一橋臂兩隻晶體管在同一時間内同時導通的現象。在換流期,開關電源易受幹擾而造成直通,過大的直通電流會損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現直通現象,須盡快檢測到并立即關斷驅動,以避免開關器件的PN結積累過大的熱量而燒壞。

過流電路

當出現負載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時,會引起流過開關管的電流過大,使管子功耗增大、發熱,若沒有過流保護裝置,大功率開關管就可能損壞;調節電路失效還可能導緻LED過流損壞。過流保護一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測、比較,從而實現保護,但它們都有體積大和成本高的缺點。

過沖電路

穩流型開關電源在開機和關機時容易造成電流過沖,LED之類的負載對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

穩流型電源若負載發生斷路,電流檢測電阻兩端的電壓下降到零,一旦給定值不為零,調節器會使得輸出電壓急劇飙升至最大值,這對負載連接接觸不良時是很危險的。對LED、半導體制冷等負載來說,過壓發生時,首要任務是保護負載,其次是保護開關功率管。

為解決以上問題,有兩種保護方法同時使用,一是放置雙向TVS來實現對瞬間沖擊電壓的防護。

辨别

1、驅動芯片:IC

驅動電源的核心就是IC,IC的好壞直接影響整個電源。大廠的驅動IC,都是尋找大型的封裝廠來封裝的;而小廠的驅動IC技術是直接抄大廠的驅動設計方案找小型的封裝廠來封裝,無法正常保障整批IC的一緻性和穩定性,從而導緻驅動電源在使用一段時間後莫名其妙的失效。所以LED電源上的IC,拒絕打磨,以便燈具廠家了解IC方案和核算驅動的成本,做到合理的價格采購電源産品。

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。變壓器負責完成“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。

磁芯品質是變壓器的核心,但是如同瓷器一般,極難辨别。簡易的外觀辨别為: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,使用銅線的品質是影響變壓器的壽命的關鍵。同樣長度的銅包鋁線材是純銅線的1/4價格,由于成本壓力導緻的,往往變壓器生産廠家就會參雜着銅包鋁的線包的變壓器在裡面。從而導緻變壓器溫度升高的時候燒毀失效,導緻電源和整燈失效。所以很多的燈具,特别的内置電源的燈具,往往會出貨6個月左右出現炸機現象。而怎麼辨别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。輸出端有高達每秒6萬次的開關頻率,導緻電容的寄生電阻發熱加大,産生類似水垢的物質,最後電解液升溫、爆漿。推薦輸出電解電容:采用LED專用電解,一般型号以L開頭。

陶瓷電容:材質分為X7R,X5R和Y5V,而Y5V的實際容值僅能達到實際的1/10,标稱容值僅指工作在0伏時。所以這個微小的貼片電阻,選項不良也會導緻成本的價格差和極大縮短電源的壽命。

4、電源産品的電路設計和焊接工藝

設計優劣的判别:抛開專業的角度,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、焊點亮淨挺拔。

焊接工藝:手工焊接與波峰焊工藝,衆所周知,機械化生産的波峰焊工藝品質肯定是好于手工焊接。辨别辦法:背面是否有紅膠。(錫膏工藝+焊接治具也可實現波峰焊,但是治具成本高)。

貼片的焊點檢測儀器:AOI。該設備可以檢測出貼片過程中的虛焊、假焊、漏焊現象。

燈具在使用一段時間出現閃燈現象,基本上都是由于電源或者燈珠虛焊導緻的。而這個産品的虛焊檢測,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了。

5、電源産品的批量檢測老化架和高溫老化房

物料和生産工藝控制的再好的電源産品,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。隻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穩定性和物料是否有安全隐患。

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,隻有數千隻的高溫老化才會發現這類失效。

高溫房可模拟電源工作的惡劣環境,在加嚴條件下的抽檢,可發現批量性問題,如設計不合理、原材料不良、推演燈具内的失效、高壓開關沖擊等。

常溫長時間老化:篩選出虛焊、漏焊、碰撞等随機失效,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)。

産業發展

中國LED産業起步于20世紀70年代。經過30多年的發展,中國LED産業已初步形成了包括LED外延片的生産、LED芯片的制備、LED芯片的封裝,LED電源以及LED産品應用在内的較為完整的産業鍊。在“國家半導體照明工程”的推動下,形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚州和石家莊七個國家半導體照明工程産業化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區則成為中國LED産業發展的聚集地。

中國半導體照明産業發展向好,外延芯片企業的發展尤其迅速、封裝企業規模繼續保持較快增長、照明應用取得較大進展。2007年中國LED應用産品産值已超過300億元,已成為LED全彩顯示屏、太陽能LED、景觀照明等應用産品世界最大的生産和出口國,新興的半導體照明産業正在形成。國内在照明領域已經形成一定特色,其中戶外照明發展最快,已有上百家LED路燈企業并建設了幾十條示範道路,但國内在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落後。

2008年北京奧運會對LED照明的集中展示讓人們對LED有了全新的認識,有力推動了中國半導體照明産業的發展。當前中國半導體産業産業大而不強,核心競争力仍有待于進一步提升。對國内企業而言,壯大規模、提高産品質量與技術水平是首要任務,提高未來取得大廠專利授權時的要價能力,或逐步通過研發突破核心專利。

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