最全LED驅(qū)動電源及散熱設(shè)計方案介紹

LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。本文為大家介紹常用的LED驅(qū)動電源電路圖。

LED驅(qū)動電源電路圖一----電容降壓式電源 C1為降壓電容器(采用金屬化聚丙烯電容)，R1為C1提供放電回路。電容C1為整個電路提供恒定的工作電流。電容C2為電解電容，其耐壓值取決于所串聯(lián)的LED的個數(shù)(約為其總電壓的1.5倍以上)，它的主要作用是抑制通電瞬間引起的電壓突變，從而降低電壓沖擊對LED壽命的影響。R4為電容C2的泄流電阻，其阻值應(yīng)隨著LED個數(shù)的增加適當(dāng)增加。

需要注意的是，該電路必須根據(jù)負(fù)載的電流大小選取適當(dāng)?shù)碾娙?，而不是依?jù)負(fù)載的電壓和功率，通常降壓電容C1的容量C與負(fù)載電流IO的關(guān)系可近似認(rèn)為：C=14.5IO，其中C的容量單位是uF，Io的單位是A。限流電容必須采用無極性電容，而且電容的耐壓值須在630V以上。

LED驅(qū)動電源電路圖二----傳統(tǒng)的低效率電路 下圖是傳統(tǒng)的低效率電路，電網(wǎng)電源通過降壓變壓器降壓;橋式整流濾波后，通過電阻限流來使3個LED穩(wěn)定工作，這種電路的致命缺點(diǎn)是：電阻R的存在是必須的，R上的有功損耗直接影響了系統(tǒng)的效率，當(dāng)R分壓較小時，R的壓降占總輸出電壓的40%，輸出電路在R上的有功損耗已經(jīng)占40%，再加上變壓器損耗，系統(tǒng)效率小于50%。當(dāng)電源電壓在±10%的范圍內(nèi)變動時，流過LED的電流變化將≥25%，LED上的功率變化將達(dá)到30%。當(dāng)R分壓較大時，在電源電壓在±10%的范圍內(nèi)變動時，雖說能使輸出到LED的功率變化減少，但系統(tǒng)效率將更低。

LED驅(qū)動電源電路圖三----采用電容作限流元件的LED驅(qū)動電路 下圖電路是直接采用電容作為限流元件，在此電路中，由于電容上的分壓幾乎達(dá)到了全部電源電壓，所以具有良好的限流特性，當(dāng)電源電壓在±10%波動時，輸出電流也在≤±10%內(nèi)波動，只要在設(shè)計中把LED的額定值留有一定的裕量，就能保證在電源電壓波動時LED仍處于良好的工作狀態(tài)。由于電容的介質(zhì)損耗極小，所以電路的損耗很小，電阻R的作用是在斷電時，保證電容上的電壓能及時放掉，其阻值可≥3MΩ，每組串聯(lián)的LED中，可加有一個IN4007二極管，當(dāng)兩組串聯(lián)的LED有一個內(nèi)部開路時，另一組有可能被反向電壓擊穿，如串入一個IN4007二極管，則可保護(hù)剩余的LED不損壞，當(dāng)然IN4007的加入也使效率略有下降，(當(dāng)輸出電流30mA時，IN4007上的功耗約0.02W)。

對于一體化小夜燈，可省略IN4007，此時這一驅(qū)動電路效率≥90%。用此驅(qū)動電路做成的LED小夜燈，效率高于采用氣體放電光源的小夜燈，并且使用壽命遠(yuǎn)大于采用其它光源的小夜燈。此電路在30個LED串聯(lián)時還能穩(wěn)定工作。但是此電路輸出的光具有一定的頻閃(在50Hz時有100Hz的頻閃)，不適用于運(yùn)動物的照明場合，并且使用時LED應(yīng)做成不可觸及，否則將影響安全。

LED隧道燈作為現(xiàn)代道路照明的重要組成部分，其驅(qū)動電源及散熱設(shè)計對于性能和壽命起著至關(guān)重要的作用。本文將為您詳細(xì)介紹LED隧道燈驅(qū)動電源及散熱設(shè)計的要點(diǎn)。

一、驅(qū)動電源的選擇

驅(qū)動電源是LED隧道燈正常工作所必需的一個部件，其質(zhì)量和穩(wěn)定性直接影響到LED燈的表現(xiàn)和壽命。在選擇驅(qū)動電源時，有以下幾個要點(diǎn)需要注意：

1. 功率匹配：驅(qū)動電源的功率應(yīng)與LED燈的功率匹配，過高或過低都會影響燈的性能。一般來說，驅(qū)動電源的額定功率應(yīng)比LED燈的實(shí)際功率稍高，以確保長時間運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2. 輸入電壓范圍：驅(qū)動電源的輸入電壓范圍應(yīng)與實(shí)際使用環(huán)境相匹配，避免因電壓波動造成燈的故障。一般來說，LED隧道燈的輸入電壓范圍為AC 85V-265V。

3. 效率和功率因素：高效率的驅(qū)動電源可以節(jié)約能源，降低功耗，延長燈的使用壽命。同時，功率因素也是選擇驅(qū)動電源時需要考慮的因素之一，較高的功率因素可以減少無功功率的損耗，提高能源利用率。

4. 安全性能：驅(qū)動電源需要具備過載保護(hù)、短路保護(hù)和過壓保護(hù)等安全功能，以保障燈的正常運(yùn)行和使用的安全性。

二、散熱設(shè)計的重要性

LED隧道燈的散熱設(shè)計是確保其長時間穩(wěn)定運(yùn)行、延長壽命的關(guān)鍵因素。由于LED燈具具有較高的發(fā)光效率，但其本身的發(fā)光效率并不高，大部分的電能轉(zhuǎn)化為熱量，如果散熱不好，會導(dǎo)致燈的溫度升高，進(jìn)而影響到驅(qū)動電源和燈的性能。

在散熱設(shè)計過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1. 散熱材料的選擇：優(yōu)質(zhì)的散熱材料可以有效提高散熱效果。常見的散熱材料有鋁基板、銅基板和陶瓷基板等，其中鋁基板散熱效果最好，是目前LED燈具中應(yīng)用最廣泛的散熱材料。

2. 散熱結(jié)構(gòu)的設(shè)計：合理的散熱結(jié)構(gòu)可以增加散熱表面積，提高空氣對燈散熱的效果。通過增加散熱片的數(shù)量和尺寸，以及合理設(shè)置散熱風(fēng)道，可以有效降低燈的溫度。

3. 散熱風(fēng)扇的使用：對于功率較大的LED隧道燈，可以采用散熱風(fēng)扇輔助散熱，提高散熱效果。在選擇散熱風(fēng)扇時，應(yīng)考慮其噪音和壽命等因素。

LED隧道燈的驅(qū)動電源及散熱設(shè)計對于保證其性能和壽命起著至關(guān)重要的作用。在選購LED隧道燈時，應(yīng)注意選擇穩(wěn)定性和高性能的驅(qū)動電源，同時關(guān)注散熱設(shè)計，合理選擇散熱材料和結(jié)構(gòu)，以確保燈具的穩(wěn)定運(yùn)行和長壽命。