10个可能导致LED驱动失效的原因
基本上可以说led驱动器的主要作用是将输入的交流电压源转换为输出电压可随led
vf(正向导通压降变化的电流源。做为led照明中的关键部件,led驱动器的品质直接影响到整体灯具的可靠性及稳定性。本文从led驱动等相关技术及客户应用经验出发,整理分析灯具设计及应用中诸多的失效情况:
1、未考虑led灯珠vf变化范围,导致灯具效率低,甚至工作不稳定
led灯具负载端,一般由若干数量的led串并 联组成,其工作电压vo=vf*ns,其中ns表示led串联数量。led的vf随温度变动而变动,一般情况下,在恒定电流时,高温时vf变低,低温时vf变高。因此,高温时led灯具负载工作电压对应为vol,低温时led灯具负载工作电压对应为voh。在选用led驱动器时需考虑驱动器输出电压范围大于vol~voh。
如果选用的led驱动器最大输出电压低于voh,可能导致低温时灯具的最大功率达不到实际所需功率,如果选用的led驱动器最低电压高于vol,则高温时可能驱动器输出超出工作范围,工作不稳定,灯具会有闪烁等情况。
但综合成本及效率考虑,不能一味追求led驱动器超宽输出电压范围:因为驱动器电压只在某一个区间时,驱动器效率才是最高的。超过范围后效率、功率因数(pf)都会变差,同时驱动器输出电压范围设计太宽,则导致成本升高,效率无法优化。
2、未考虑功率余量及降额要求
一般情况下,led驱动器的标称功率是指额定环境、额定电压情况下测得的数据。考虑到不同客户会有不同的应用,多数led驱动器供应商会在自家的产品规格书上提供功率降额曲线(常见的有负载vs环境温度降额曲线及负载vs输入电压降额曲线)。
图1 负载vs环境温度的功率降额曲线
如图1所示,红色曲线表示led驱动器在输 入120vac情况下,其负载随环境温度变化的功率降额曲线。当环境温度低于50℃时,驱动器允许100%满载,当环境温度高达70℃时,驱动器只能降额到60%的负载,当环境温度在50-70℃之间变化时,驱动器负载随温度上升而线性下降。
蓝色曲线则表示led驱动器在输入230vac或 277vac情况下,其负载随环境温度变化的功率降额曲线,其原理类同。
图2 负载vs输入电压的功率降额曲线
如图2所示,蓝色曲线表示led驱动器在环境温度55℃时,其输出功率随输入电压变化的降额曲线。当输入电压为140vac时,驱动器的负载允许100%满载,随着输入电压下调;若输出功率不变,输入电流将上升,导致输入端损耗加大,效率降低,器件温度上升,个别温度点将可能超标,甚至可能导致器件失效。
因此,如图2当输入电压小于140vac时,要求驱动器的输出负载随输入电压减小而线性减小。看懂如上降额曲线及相应要求后,选用led驱动器时就应该根据实际使用时的环境温度情况及输入电压情况,综合考虑及选择,并适当留出降额余量。
3、不了解led的工作特性
曾有客户要求灯具输入功率为固定值,固定5%误差,只能针对每盏灯去调节输出电流达到指定功率。由于不同工作环境温度,及点灯时间不同,每一盏灯的功率还是会有较大差异。
客户提出这样的要求,虽然有其市场推广及商务因数的考虑。但是,led的伏安特性决定led驱动器为恒定电流源,其输出电压随led负载串联电压vo变化而变化,在驱动器整机效率基本不变的情况下,其输入功率随vo变化。
同时,led驱动器在热平衡后整体效率会有所上升,在相同输出功率的条件下,相比于开机时刻,输入功率会下降。
所以,led驱动器的应用者在拟定需求时,应先了解led的工作特性,避免提出一些不符合工作特性原理的指标,同时避免出现远超实际需求的指标,避免质量过剩和成本浪费。[收起]
...[全文]