如何解决LED驱动电源的易损坏问题

2020-05-06 科技 100阅读
LED驱动电源被纳入国家3C强制认证范畴。电源问题已成为影响到LED灯具的推广应用的重要因素。只有解决LED电源问题,才能打开LED灯具在道路照明中的应用。
一、LED颗粒对电源的要求
为解决LED电源问题,我们需要了解LED颗粒的基本工作原理及其对电源的供电需求。
目前道路照明中使用的LED灯具为整体发光结构,包含LED光源及电源两部分。LED光源是由一定数量的大功率LED颗粒混联(先串后并)成一个整体发光芯片。单个LED其实就是一个二极管,当在二极管两端施加一定的正向电压激发P-N结传导电流,LED就能发出光。单颗LED的标称电压为3.4V±0.2V(实际工作电压约2.8~3.8V)。工作电流与功率和亮度相关,不同功率的LED,电流不同。通常来讲,功率越大电流越高则发出的光越多。道路照明中使用的大功率1W LED颗粒的标称电流为350mA。
通过对实际应用的LED灯具的结构分析,我们可以清楚看到LED灯具是由一定数量的LED颗粒串联后得到一个工作电压为40.8V±2.4V的LED串,再将这些LED串进行并联得到一个工作电流为3.5A的LED灯具。计算损耗,该灯具对电源的需求为48V/3.5A。
二、LED驱动电源
现有的路灯供电线路为220V交流电,必须进行降压、整流、稳流三个步骤方可为LED灯具提供稳定的低压直流电源。
先将220V交流电降压成48V低压的交流电,然后将低压的交流电经桥式整流变换成低压的直流电,最后再通过高效率的开关稳压器变换成恒流源,为LED颗粒提供恒定的电流。
为降低芯片故障率,多数厂家选择少串多并的组合方式,现有LED灯具电压需求多为48V,每个LED灯具对电源的电压和电流要求可能略有不同,在实际应用中应根据整灯的电压和电流选择合适的驱动电源。
三、电源故障分析
由于LED颗粒与电源共同分布在灯具狭小的空间内,为达到防潮防水要求,必须将电源进行密封,但也带来散热困难的问题。在夏季LED光源的温度可以达到70多度。LED电源在这种高温环境下工作,寿命大幅下降。同时由于整体密封,损坏的零件无法现场更换,只能整体替换,不仅维修困难而且费用高。这也是使用单位对LED路灯应用热情不高的原因之一。
四、直流供电模式
既然分散在各个路灯灯具内的驱动电源散热问题无法解决,为何不能将分散的驱动电源从灯具转移到地面,集中到地面的变压器或开关箱内统一处理。集中在地面的直流变压器不仅转换效率高,而且温度可控,同时也便于维修。LED路灯一旦实现低压直流供电模式也会给路灯用电安全提供保障,更可为未来电动汽车充电提供条件。
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