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,LED驱动电源-原理与可靠性设计,LED驱动电源,LED光源的特点1.LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件(SSL)，它可以直接把电能转化为光能。2.LED光源的特点 A.体积小LED基本上是一块很小的晶片被封装在环氧树脂里面，所以它非常小，非常轻 B.耗电量低LED耗电相当低，直流驱动，超低功耗，电光功率转换接近30%。一般来说LED的工作电压是2-3.6V，工作电流是0.02-0.03A；这就是说，它消耗的电能不超过0.1W，相同照明效果比传统光源节能近80%。,2023/4/25,LED驱动电源,C.使用寿命长有人称LED光源为长寿灯。它为固体冷光源，环氧树脂封装，灯体内也没有松动的部分，不存在灯丝发光易烧、热沉积等缺点，在恰当的电流和电压下，使用寿命可达6万到10万小时，比传统光源寿命长10倍以上。D.高光效、低热量目前，单颗LED光效很容易做到120lm/w,今年上半年，CREE公司发布的实验室测试光效已达254LM/W.理论上LED光效极限值能到600LM/W.LED使用冷发光技术，发热量比普通照明灯具低很多。,2023/4/25,LED驱动电源,E.LED光特性通常描述为电流函数，因此采用恒流源可以更好的控制亮度。,2023/4/25,LED驱动电源,LED驱动电源led颗粒本身高效，长寿命，具恒流特性。适配他的电源也应具备以上三个特点 1.长寿命 2.较高的转换效率 3.较好的恒流特性。,2023/4/25,LED驱动电源,基本的驱动电源原理图基本隔离式单端反激式原理图,2023/4/25,LED驱动电源,上图中，变压器T1起隔离和传递储存能量的作用，即在开关管Q开通时Np储存能量，开关管Q关断时Np向Ns释放能量。开关管由一控制IC控制他的导通和关闭）。在输出端要加由电感器Lo和两个Co电容组成一个低通滤波器，变压器初级需有Cr、Rr和Dr组成的RCD漏感尖峰吸收电路。输出回路需要有一个整流二极管D1。,2023/4/25,LED驱动电源,开关管控制IC的工作原理。PWM控制芯片：利用反馈信号控制占空比Dr,2023/4/25,LED驱动电源,PWM控制示意图 a b,2023/4/25,LED驱动电源,a图为重载（输入电压低，输出电流大）时的PWM控制器输出波形b图为轻载（输入电压高，输出电流小）时的PWM控制器输出波形,2023/4/25,LED驱动电源,实际电路（原边控制PRS),2023/4/25,LED驱动电源,实际电路（副边控制）,2023/4/25,LED驱动电源,非隔离实际电路,2023/4/25,LED驱动电源,三款电路的比较1.非隔离电路转换效率高，一般能到92%以上，隔离电路一般88%左右。2.隔离电路有隔离变压器，输入高压和输出端是隔开的，安全和安规这块容易处理。3.原边控制电路比副边控制电路要简单，副边控制电路精度要比原边电路高。,2023/4/25,LED驱动电源,如何保证驱动电源的使用寿命1.电解电容真是LED驱动电源的终击者吗？a.目前电解电容的使用寿命大幅度提升，国内很多厂家比如爱华，永铭，等厂家在105使用条件下能保证10000小时以上的寿命。根据我们通用的评估公式实际使用温度以额定温度为参照每降低10使用寿命延长一倍。我们测试下来的电解电容的最高工作温度是不超过80的，这样的情况下电解电容的实际使用寿命能到40000小时以上。b.实际的返修情况真真是电解电容失效引起的故障占的比例很小。,2023/4/25,LED驱动电源,2.如何保证驱动电源的长寿命 A.设计时方案的选择 1.设计前对方案可靠性的评估 a.电路的拓扑结构（正极反极半桥全桥谐振准谐振单级 PFC.等）选用元器件少的方案，这样既省成本又降低故障率。方案的一些基本的保护功能。转换效率尽量要高 b.磁性材料的选择 含变压器 电感 等考虑电路的工作频率，功率。c.半导体功率器件的选择 比如开关管，整流桥，整流二极管，高压电解和瓷片电容等 d.降额设计法 所谓降额设计，就是使元器件应用于比额定值低的应力状态的一种设计技术。元器件的可靠性与其系统的应力强度之间有一定的依赖关 系，应力越大，可靠性越低。元器件在安全区内使用，是可靠性设计的最 低要求。为了进一步降低电路的失效率，提高产品的可靠性，所有元器件与电路都采用降额设计，以便获得较大的安全裕量。,2023/4/25,LED驱动电源,2.设计样品的可靠性验证 a.功率元器件的温升测试 b.常温常压下寿命测试 c.高低温测试 d.雷击浪涌测试 e.加强应力测试 比如提高输入电压，增加输出电流等,2023/4/25,LED驱动电源,3.预计驱动电源的失效率 MTBF的定义即平均无故障间隔时间(Mean Time Between Failure)。它表示的是相邻2次故障之间的平均时间。MTBF=(所有样品工作总时间之和）/(所有故障数之和）但是这个值往往是很难直接得到的。一般情况下，通过试验和概率统计计算，可以得到MTBF值。,2023/4/25,LED驱动电源,B.生产工艺的控制 1.贴片 在生产过程中尽量避免对贴片元器件的损伤 2.波峰焊和回流焊 温度 和时间要严格控制 波峰焊的焊接 质量直接影响产品的使用寿命。尽量避免出现虚焊和假焊。3.防静电 员工和生产线要做好防静电工作。员工在作业是要带好静电环，生产线设备要做好接地防护。另外对一些静电敏感的元器件在存放周转等过程中都要做好静电防护,谢谢大家,阳光照明LED技术部 Office,
