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  • LED驅動電源知識分享
    • 發布時間:2021-04-14 16:04:23
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    LED驅動電源知識分享
    一、LED 驅動電源你了解多少?
    ■輸入電壓范圍
    使用者看到電源上的標示輸入電壓范圍是 85-265VAC 而實際使用時候則是 100-240VAC,其實在安規認證時,便會進行所謂加嚴±10%測試(IEC60950 加嚴+6%-10%),所以電源供應器規格書定義的電壓范圍在使用上是不會有問題;而電源上標示則是滿足安規規范,且確保使用者能正確輸入電源。
    ■功率因數(PFC)
    PFC(Power Factor Correction)功率因素校正,主要為改善電源供應器輸入端有效功率與視在功率的比值。一般不含 PFC 線路的機型,其輸入端的功率因子只有 0.4~0.6,而具有主動式 PFC 線路則可以達 0.95 以上,其相關式如下:
    視在功率=輸入電壓×輸入電流(VA)
    有效功率=輸入電壓×輸入電流×功率因素(W)
    以環保的觀點:電力公司發電廠必須產生大于視在功率的電能,其發電機組才可以穩定供給市場電能需求,而電能的實際使用則是有效功率。如果功率因子為 0.5,表示發電機組發出大于 2VA 電力,才能安全供給電能 1W 的需求,其能源運作效益差。反之,若功率因素改善為 0.95,則電力公司發電機組只要發出大于 1.06VA 電力,供給電能 1W 的需求便無問題,能源的運作效益較佳。
    ■保護功能
    過電壓 / 過電流 / 過載 / 過溫度故障保護是指電源供應器因輸入電源,負載,環境,冷卻電路或裝置失效等內外條件的變化而威脅到電源的安全,導致電源不能正常工作時,電源的相關電路功能被激活而發生的保護動作。
    OVP:過壓保護(Over Voltage Protection)。開關電源電路的一個特性,在輸出端出現不正常的高電壓時保護開關電源和負載。
    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;當電源電壓恢復到正常范圍時,保護器自動接通。
    OCP:過流保護(Over Current Protection)。在直流開關電源電路中,為了保護調整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是,當輸出電流超過某一值時,調整管處于反向偏置狀態,從而截止,自動切斷電路電流。
    短路保護 Short Circuit Protection:在短路時限制開關電源的輸出電流到一個安全值以保護開關電源不受損壞。
    OTP:過熱保護電路(Over Temperature Protection。直流開關電源中開關穩壓器的高集成化和輕量小體積,使其單位體積內的功率密度大大提高,因此如果電源裝置內部的元器件對其工作環境溫度的要求沒有相應提高,必然會使電路性能變壞,元器件過早失效。因此在大功率直流開關電源中應該設過熱保護電路。
    保護(動作)有以下幾種方式:
    1. 重啟(斷開電源后再次接通,電源則恢復正常。分自動和手動兩種);
    2.  打嗝(hiccup:間斷式輸出);
    3. Fold back limiting(在負載接近短路時,能線性地降低輸出電流至正常值的方法);
    4. 限流(Constant current lim 或稱恒流,可限制輸出電流不因負載的過載或短路而無限增長。即使負載出現短路狀況也不會導致設備停機和電源損壞)。
    5. 宕機過電流 / 過載 / 過電壓 / 過溫度故障,通常指輸出電流 / 功率 /(或輸入)電壓及散熱器溫度超過電源的額定值以上的保護閾值時危險狀態。
    ■浪涌電流
    交換式電源供應器在輸入電源送電的瞬間會出現一短暫(1/2~1 電源周期,EX:60Hz 電源 1/120~1/60 秒)的大電流(依產品設計約為 20~60A,請參考產品規格書),產品開機之后便恢復正常電流輸入,每次都在電源輸入端送電的瞬間才會出現,此為正?,F象,并不會造成電源供應器的損壞。但不建議持續對電源供應器開機 / 關機。另應注意,如果使用多臺電源供應器同時間開機時,有可能會造成系統配電的保護開關跳脫動作,建議多臺電源供應器間延時開機,或采用電源產品的遙控功能進行產品的順序延時開機。
    ■輸出電壓精度
    輸出電壓精度是指實際輸出電壓與額定輸出電壓的差值,這個誤差是由線路穩定度和負載穩定度的疊加值。通常該參數在+/-1%線路穩定度是指當輸入電壓在允許范圍的最大值和最小值之間變化時,輸出電壓偏離額定電壓的百分比。負載穩定度是指當輸出負載電流在允許范圍的最大值和最小值之間變化時,輸出電壓偏離額定電壓的百分比。
    二、為什么用恒流電源驅動 LED 燈具?
    LED 的壽命是指發生光衰的時間,恒流驅動由于控制住了 LED 的電流,確保了 LED 芯片的結溫不會過高,防止了半導體芯片,封裝材料,熒光材料的異常老化。LED 的發光強度就不會過快降低(即光衰)。采用其他類型的電源因不能控制 LED 的電流恒定,因其溫升不易得到控制,導致了光衰的發生。
    LED 的發光強度與電流大小成正比,因此,LED 驅動電源需要具有恒流輸出特性,以保證 LED 在使用過程中能獲得穩定的發光強度和廠家保證的長壽命。恒流電源為了保證恒流驅動 LED,則 LED 必須串聯,才能保證電路內的每一個 LED 的電流都相等且恒定。當 LED 燈組的功率需求越來越大時,LED 串聯數就越來越多,電壓需求正比于串聯數,結果電壓就越來越高,安全就易出問題,制造和使用要求會更嚴格,這就會給電源帶來成本升高和使用的困難。因此大功率 LED 的驅動就出現了低壓驅動的要求。
    CV+CC 的電源是可以工作在恒壓,也可以工作在恒流上。
    ■IP 等級
    LED驅動電源
    效率 Efficiency:用百分比表示的總輸出功率對有源輸入功率的比率。即:效率=輸出功率 / 輸入功率*100%。
    額定功率:指電源的最大輸出功率(電壓 V 和電流 A 的乘積)。
    EMC:電磁兼容性(EMC)是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC 包括 EMI(電磁干擾)及 EMS(電磁耐受性)兩部門,所謂 EMI 電磁干擾,為開關電源傳導或輻射的有害能量。而 EMS 指開關電源在執行應有功能的過程中不受周圍電磁環境影響的能力。
    紋波:由于直流穩定電源一般是由交流電源經整流穩壓等環節而形成的,這就不可避免地在直流穩定量中多少帶有一些交流成分,這種疊加在直流穩定量上的交流分量就稱之為紋波。
    輸出紋波和噪聲 Ripple and Noise,Output:在規定的帶寬內,開關電源輸出交流電壓的幅度,通常用毫伏級的峰峰值或 RMS 值表示。
    總諧波失真:Total Harmonic Distortion,簡稱 THD。是指用信號源輸入時,輸出信號(諧波及其倍頻成分)比輸入信號多出的額外諧波部分,通常用百分數來表示。一般說來,1000Hz 頻率處的總諧波失真最小,因此不少產品均以該頻率的失真作為它的指標。所以測試總諧波失真時,是發出 1000Hz 的聲音來檢測,這一個值越小越好。
    過沖(Over shoot)和下沖(Under shoot):過沖就是第一個峰值或谷值超過設定電壓—對于上升沿是指最高電壓而對于下降沿是指最低電壓。下沖是指下一個谷值或峰值。過分的過沖能夠引起保護二極管工作,導致過早地失效。過分的下沖能夠引起假的時鐘或數據錯誤。
    工作環境溫度 Temperature,Operating Ambient:開關電源可以合理的電氣指標和穩定性工作的溫度范圍。除非規定如此,否則不要認為開關電源在整個的溫度范圍內都可以輸出滿功率,也不是說開關電源在整個工作溫度范圍內都能保持同樣的電氣指標。
    PWM:脈沖寬度調制(Pluse Width Modulation):一種開關電源使用的電壓調整方法,指僅通過改變脈沖序列的寬度控制輸出。
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