LED燈具的設(shè)計(jì)要注意什么?
LED以其無與倫比的節(jié)能、環(huán)保、長(zhǎng)壽命、可控性高等技術(shù)優(yōu)勢(shì),成為近年來全球最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一,正式拉開全面替代傳統(tǒng)照明的序幕,半導(dǎo)體照明技術(shù)革新正在改變百年傳統(tǒng)照明歷史。隨著LED技術(shù)在照明領(lǐng)域的應(yīng)用,LED燈具產(chǎn)品在全球掀起了一場(chǎng)節(jié)能環(huán)保的綠色風(fēng)暴,被業(yè)界譽(yù)為綠色照明產(chǎn)品。在能耗越來越高的今天,甚至有人預(yù)言:“在未來10年內(nèi),LED燈具產(chǎn)品將成為取代高壓鈉燈、白熾燈、熒光燈、臺(tái)燈等傳統(tǒng)照明燈具的唯一產(chǎn)品。”LED燈具要普及,不但需要大幅度降低成本,更需要解決能效和可靠性的難題,如何解決這些難題,現(xiàn)在讓我們一起分享高效高可靠LED燈具設(shè)計(jì)的方法。
不要使用雙極型功率器件
專家指出由于雙極型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一個(gè),所以一些設(shè)計(jì)師為了降低LED驅(qū)動(dòng)成本而使用雙極型功率器件,這樣會(huì)嚴(yán)重影響電路的可靠性,因?yàn)殡S著LED驅(qū)動(dòng)電路板溫度的提升,雙極型器件的有效工作范圍會(huì)迅速縮小,這樣會(huì)導(dǎo)致器件在溫度上升時(shí)故障從而影響LED燈具的可靠性,正確的做法是要選用MOSFET器件,MOSFET器件的使用壽命要遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于雙極型器件。
盡量不要使用電解電容
LED驅(qū)動(dòng)電路中到底要不要使用電解電容?目前有支持者也有反對(duì)者,支持者認(rèn)為如果可以將電路板溫度控制好,依次達(dá)成延長(zhǎng)電解電容壽命的目的,例如選用105度壽命為8000小時(shí)的高溫電解電容,根據(jù)通行的電解電容壽命估算公式“溫度每降低10度,壽命增加一倍”,那么它在95度環(huán)境下工作壽命為16000小時(shí),在85度環(huán)境下工作壽命為32000小時(shí),在75度環(huán)境下工作壽命為64000小時(shí),假如實(shí)際工作溫度更低,那么壽命會(huì)更長(zhǎng)!由此看來,只要選用高品質(zhì)的電解電容對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的壽命是沒有什么影響的。
在LED驅(qū)動(dòng)電路輸入部分可以考慮不用電解電容,實(shí)際上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去電解電容,PI的單級(jí)PFC/恒流設(shè)計(jì)可以讓設(shè)計(jì)師省去大容量電容,在輸出電路中,可以用高耐壓陶瓷電容來代替電解電容從而提升可靠性,有的人在設(shè)計(jì)兩級(jí)電路的時(shí)候,在輸出采用了一個(gè)400V的電解電容,這會(huì)嚴(yán)重影響電路的可靠性,建議采用單級(jí)電路用陶瓷電容就可以了。對(duì)于不太關(guān)注調(diào)光功能、高溫環(huán)境及需要高可靠性的工業(yè)應(yīng)用來說,強(qiáng)烈建議不采用電解電容進(jìn)行設(shè)計(jì)。
不要選用耐壓600V的MOSFET
耐壓600V的MOSFET比較便宜,很多認(rèn)為L(zhǎng)ED燈具的輸入電壓一般是220V,所以耐壓600V足夠了,但是很多時(shí)候電路電壓會(huì)到340V,在有浪涌的時(shí)候,600V的MOSFET很容易被擊穿,從而影響了LED燈具的壽命,實(shí)際上選用600VMOSFET可能節(jié)省了一些成本但是付出的卻是整個(gè)電路板的代價(jià),所以,瓷庫中國專家建議不要選用600V耐壓的MOSFET,最好選用耐壓超過700V的MOSFET。
盡量使用單級(jí)架構(gòu)電路
Doug表示有些LED電路采用了兩級(jí)架構(gòu),即“PFC(功率因數(shù)校正)+隔離DC/DC變換器”的架構(gòu),這樣的設(shè)計(jì)會(huì)降低電路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,則整個(gè)電路的效率會(huì)降低到83.6%!“PI的LinkSwitch-PH器件同時(shí)將PFC/CC控制器、一個(gè)725VMOSFET和MOSFET驅(qū)動(dòng)器集成到單個(gè)封裝中,將驅(qū)動(dòng)電路的效率提升到87%!”Doug指出,“這樣的器件可大大簡(jiǎn)化電路板布局設(shè)計(jì),最多能省去傳統(tǒng)隔離反激式設(shè)計(jì)中所用的25個(gè)元件!省去的元件包括高壓大容量電解電容和光耦器。”Doug表示LED等級(jí)兩級(jí)架構(gòu)適用于必須使用第二個(gè)恒流驅(qū)動(dòng)電路才能使PFC驅(qū)動(dòng)LED恒流的舊式驅(qū)動(dòng)器。這些設(shè)計(jì)已經(jīng)過時(shí),不再具有成本效益,因此在大多數(shù)情況下都最好采用單級(jí)設(shè)計(jì)。