LED照明驱动技术问题探讨

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在节能技术呼声高涨的今天，LED照明越来越受到大家的追捧。针对LED照明驱动这个热闹而又流行的话题，我们在电子工程专辑电源系统网站开设了《LED照明驱动技术的发展趋势与设计技巧》专题讨论，并邀请到了天下明科技有限公司董事长张毅民和深圳市鑫通达实业国际有限公司LED事业部经理文茂强担任论坛嘉宾，与工程师一起探讨LED照明驱动技术设计的难点与解决之道。在此，我们将一些精彩观点摘出，以使更多的工程师受益。
一、LED照明驱动方法
1.网友陈新堂问：AC-DC转换中，有些是非隔离的，这种电路在安规方面是否有问题？现在大功率产品的结构模式都是金属外壳和铝基电路板，外壳与电路板紧密连接，电气隔离仅在铝基板上实现，请问专家如何看待这个问题？
专家解答：第一个问题：AC-DC电源中，会有隔离与非隔离两种方式，两种在安规上都没有问题。第二个问题：是的，这是非隔离LED电源在目前应用中要注意的要点。一般的LED铝基板都能做到隔离电压为4000V。
2.网友happy陈新堂问：对于小功率LED,从220伏交流市电上取电,电源采用何种方案?
专家解答：从AC220V交流市电上取电的最简便方法是采用电容限流降压，但其缺点是LED带电，不安全，且功率因数极低。最好的办法是采用开关电源变换器，做成隔离型的恒流电源，其输出电流恒定且可调，设计时还要注意输入功率因数要高。后者已经有很多成熟的电路，但设计者还要在开关电源技术上下点功夫才行。
3.网友网上游泳的鱼问：除恒流驱动外,显示屏的脉冲驱动是否可以?脉冲驱动怎么控制?驱动功率怎么计算?
专家解答：完全可以。利用恒流源镜像电路+PWM调制，理论上发光效率可以做到更高，但是实际上ON-OFF切换时的损耗和OFF时的漏电流考虑进去之后效率就不那么理想了，而且不适用于大功率LED驱动。另外，激光二极管也是采用的脉冲驱动，会不会成为以后一个新的发展方向就不得而知。可以参考以下。
4.网友EdwardChiang问：我有客户要求调光，他们系统中有用于调光的PWM信号，频率为90+/-10Hz，占空比为（1%-80%）+/-5%，我们使用此信号时发现LED有闪动现象，如何解决？
专家解答：可能是没有做到恒流，电流在不断的波动，影响到亮度，感觉是在闪烁。将三极管上、下偏置和射级都加上合适的反馈电阻，组成相对的恒流源即可。此外，有些恒流驱动IC可以满足PWM和模拟电压调光，如果用PWM方式有闪烁，可以把PWM信号积分以后，再用模拟方式来调光，应该可以满足要求。
5.网友rashhour问：高功率LED的尺寸封装及驱动电压与普通的LED有什么区别吗？
专家解答：小、大功率LED，同样的颜色正向驱动电压特性是一样的。不同封装因其散热条件不同，光衰区别较大。目前，小功率封装LED大概光衰在千小时衰减到70%，大功率封装LED在万小时衰减到70%。作为指示的LED因其工作电流小，光衰呈指数性减小。
二、LED照明驱动散热问题
1.网友嵩邙游客问：LED灯工作正常与否、质量好坏，与灯体本身散热至关重要。现在市场上的大功率LED灯散热都是采用自然散热，效果并不理想。请问专家有什么样的建议。
专家解答：温度保护是必须的，这是产品本身的需要，同时也是对客户的负责。那多少温度保护才合适呢？计算下吧：最高环境温度，夏天为40℃、在夏天的日光暴晒下为50℃，50℃环境温度是实际的，参见一般大功率LED规格书结温度在120℃是可以承受的，芯片到铝基板的热阻，规格书一般推荐10-15℃，那LED基板要保证在120-15=105℃。那么，保留温差取50--105℃中间值77.5℃，一般电子元器件工作温度在85℃是可靠的，77℃是符合这个原则的。建议77℃开始启动保护，85℃前大幅度的减低电流，90℃彻底完成产品温度保护功能。
2.网友网上游泳的鱼问：请问大功率LED的散热标准是多少,我们如何选用散热？
专家解答：LED工作时的温度T1=环境温度To+Ploss*热阻R
R=LED封装热阻Rled+LED与热沉接触热阻Rled-link+?热沉热阻?Rlink+?热沉与空气热阻Rlink-air。一般封装的热阻在选择了LED后就不变了，热沉的热阻与体积有关，往往受空间的限制，所以LED与热沉接触面积和热沉与空气接触面积往往成为散热设计的重点，为了增大热沉与空气的接触面积，往往把热沉设计为齿状，耆状等等。如果热沉是安装在狭小的空间里或者有风扇（如机箱），则需要考虑热流影响，一般是根据机构件建模，利用流体力学分析并估算出热流方向和速度，从而计算出空气流所能带走的热量。