对LED驱动电源知多少？

一、LED 驱动电源你了解多少？
二、为什么用恒流电源驱动 LED 灯具？

范志坚

2021-3-11 15:46:07

LED 驱动电源你了解多少？
■输入电压范围
使用者看到电源上的标示输入电压范围是 85-265VAC 而实际使用时候则是 100-240VAC，其实在安规认证时，便会进行所谓加严±10%测试（IEC60950 加严+6%-10%），所以电源供应器规格书定义的电压范围在使用上是不会有问题；而电源上标示则是满足安规规范，且确保使用者能正确输入电源。

■功率因数（PFC）
PFC（Power Factor Correction）功率因素校正，主要为改善电源供应器输入端有效功率与视在功率的比值。一般不含PFC 线路的机型，其输入端的功率因子只有 0.4~0.6，而具有主动式 PFC线路则可以达 0.95 以上，其相关式如下：

视在功率=输入电压×输入电流（VA）
有效功率=输入电压×输入电流×功率因素（W）

以环保的观点：电力公司发电厂必须产生大于视在功率的电能，其发电机组才可以稳定供给市场电能需求，而电能的实际使用则是有效功率。如果功率因子为 0.5，表示发电机组发出大于 2VA 电力，才能安全供给电能 1W 的需求，其能源运作效益差。反之，若功率因素改善为 0.95，则电力公司发电机组只要发出大于 1.06VA 电力，供给电能 1W 的需求便无问题，能源的运作效益较佳。

■保护功能
过电压 / 过电流 / 过载 / 过温度故障保护是指电源供应器因输入电源，负载，环境，冷却电路或装置失效等内外条件的变化而威胁到电源的安全，导致电源不能正常工作时，电源的相关电路功能被激活而发生的保护动作。

OVP:过压保护（Over Voltage Protection）。开关电源电路的一个特性，在输出端出现不正常的高电压时保护开关电源和负载。

欠压保护：当被保护线路的电源电压低于一定数值时，保护器切断该线路；当电源电压恢复到正常范围时，保护器自动接通。

OCP:过流保护（Over Current Protection）。在直流开关电源电路中，为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是，当输出电流超过某一值时，调整管处于反向偏置状态，从而截止，自动切断电路电流。

短路保护 Short Circuit Protection:在短路时限制开关电源的输出电流到一个安全值以保护开关电源不受损坏。

OTP:过热保护电路（Over Temperature Protection。直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积，使其单位体积内的功率密度大大提高，因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高，必然会使电路性能变坏，元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。

保护（动作）有以下几种方式:
1. 重启（断开电源后再次接通，电源则恢复正常。分自动和手动两种）；
2. 打嗝（hiccup：间断式输出）；
3. Fold back limiting（在负载接近短路时，能线性地降低输出电流至正常值的方法）；
4. 限流（Constant current lim 或称恒流，可限制输出电流不因负载的过载或短路而无限增长。即使负载出现短路状况也不会导致设备停机和电源损坏）。
5. 宕机过电流 / 过载 / 过电压 / 过温度故障，通常指输出电流 / 功率 /（或输入）电压及散热器温度超过电源的额定值以上的保护阈值时危险状态。

■浪涌电流
交换式电源供应器在输入电源送电的瞬间会出现一短暂（1/2~1 电源周期，EX：60Hz 电源 1/120~1/60 秒）的大电流（依产品设计约为 20~60A，请参考产品规格书），产品开机之后便恢复正常电流输入，每次都在电源输入端送电的瞬间才会出现，此为正常现象，并不会造成电源供应器的损坏。但不建议持续对电源供应器开机 / 关机。另应注意，如果使用多台电源供应器同时间开机时，有可能会造成系统配电的保护开关跳脱动作，建议多台电源供应器间延时开机，或采用电源产品的遥控功能进行产品的顺序延时开机。

■输出电压精度
输出电压精度是指实际输出电压与额定输出电压的差值，这个误差是由线路稳定度和负载稳定度的叠加值。通常该参数在+/-1%线路稳定度是指当输入电压在允许范围的最大值和最小值之间变化时，输出电压偏离额定电压的百分比。负载稳定度是指当输出负载电流在允许范围的最大值和最小值之间变化时，输出电压偏离额定电压的百分比。

王珍珠

2021-3-11 15:46:39

为什么用恒流电源驱动 LED 灯具？
LED 的寿命是指发生光衰的时间，恒流驱动由于控制住了 LED 的电流，确保了 LED 芯片的结温不会过高，防止了半导体芯片，封装材料，荧光材料的异常老化。LED 的发光强度就不会过快降低（即光衰）。采用其他类型的电源因不能控制 LED 的电流恒定，因其温升不易得到控制，导致了光衰的发生。

LED 的发光强度与电流大小成正比，因此，LED 驱动电源需要具有恒流输出特性，以保证 LED 在使用过程中能获得稳定的发光强度和厂家保证的长寿命。恒流电源为了保证恒流驱动 LED,则 LED 必须串联，才能保证电路内的每一个 LED 的电流都相等且恒定。当 LED 灯组的功率需求越来越大时，LED 串联数就越来越多，电压需求正比于串联数，结果电压就越来越高，安全就易出问题，制造和使用要求会更严格，这就会给电源带来成本升高和使用的困难。因此大功率 LED 的驱动就出现了低压驱动的要求。

CV+CC 的电源是可以工作在恒压，也可以工作在恒流上。

■IP 等级

效率 Efficiency:用百分比表示的总输出功率对有源输入功率的比率。即：效率=输出功率 / 输入功率*100%。

额定功率：指电源的最大输出功率（电压 V 和电流 A 的乘积）。

EMC:电磁兼容性（EMC）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC 包括 EMI（电磁干扰）及 EMS(电磁耐受性)两部门，所谓 EMI 电磁干扰，为开关电源传导或辐射的有害能量。而 EMS 指开关电源在执行应有功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

纹波：由于直流稳定电源一般是由交流电源经整流稳压等环节而形成的，这就不可避免地在直流稳定量中多少带有一些交流成分，这种叠加在直流稳定量上的交流分量就称之为纹波。

输出纹波和噪声 Ripple and Noise,Output:在规定的带宽内，开关电源输出交流电压的幅度，通常用毫伏级的峰峰值或 RMS 值表示。

总谐波失真：Total Harmonic Distortion,简称 THD。是指用信号源输入时，输出信号（谐波及其倍频成分）比输入信号多出的额外谐波部分，通常用百分数来表示。一般说来，1000Hz 频率处的总谐波失真最小，因此不少产品均以该频率的失真作为它的指标。所以测试总谐波失真时，是发出 1000Hz 的声音来检测，这一个值越小越好。

过冲（Over shoot）和下冲（Under shoot）:过冲就是第一个峰值或谷值超过设定电压—对于上升沿是指最高电压而对于下降沿是指最低电压。下冲是指下一个谷值或峰值。过分的过冲能够引起保护二极管工作，导致过早地失效。过分的下冲能够引起假的时钟或数据错误。

工作环境温度 Temperature,Operating Ambient:开关电源可以合理的电气指标和稳定性工作的温度范围。除非规定如此，否则不要认为开关电源在整个的温度范围内都可以输出满功率，也不是说开关电源在整个工作温度范围内都能保持同样的电气指标。

PWM：脉冲宽度调制（Pluse Width Modulation）:一种开关电源使用的电压调整方法，指仅通过改变脉冲序列的宽度控制输出。

吴银红

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范志坚

王珍珠

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