一、LED 驅(qū)動電源你了解多少?
■輸入電壓范圍
使用者看到電源上的標(biāo)示輸入電壓范圍是 85-265VAC 而實際使用時候則是 100-240VAC,其實在安規(guī)認(rèn)證時,便會進行所謂加嚴(yán)±10%測試(IEC60950 加嚴(yán)+6%-10%),所以電源供應(yīng)器規(guī)格書定義的電壓范圍在使用上是不會有問題;而電源上標(biāo)示則是滿足安規(guī)規(guī)范,且確保使用者能正確輸入電源。
■功率因數(shù)(PFC)
PFC(Power Factor Correction)功率因素校正,主要為改善電源供應(yīng)器輸入端有效功率與視在功率的比值。一般不含 PFC 線路的機型,其輸入端的功率因子只有 0.4~0.6,而具有主動式 PFC 線路則可以達 0.95 以上,其相關(guān)式如下:
視在功率=輸入電壓×輸入電流(VA)
有效功率=輸入電壓×輸入電流×功率因素(W)
以環(huán)保的觀點:電力公司發(fā)電廠必須產(chǎn)生大于視在功率的電能,其發(fā)電機組才可以穩(wěn)定供給市場電能需求,而電能的實際使用則是有效功率。如果功率因子為 0.5,表示發(fā)電機組發(fā)出大于 2VA 電力,才能安全供給電能 1W 的需求,其能源運作效益差。反之,若功率因素改善為 0.95,則電力公司發(fā)電機組只要發(fā)出大于 1.06VA 電力,供給電能 1W 的需求便無問題,能源的運作效益較佳。
■保護功能
過電壓 / 過電流 / 過載 / 過溫度故障保護是指電源供應(yīng)器因輸入電源,負(fù)載,環(huán)境,冷卻電路或裝置失效等內(nèi)外條件的變化而威脅到電源的安全,導(dǎo)致電源不能正常工作時,電源的相關(guān)電路功能被激活而發(fā)生的保護動作。
OVP:過壓保護(Over Voltage Protection)。開關(guān)電源電路的一個特性,在輸出端出現(xiàn)不正常的高電壓時保護開關(guān)電源和負(fù)載。
欠壓保護:當(dāng)被保護線路的電源電壓低于一定數(shù)值時,保護器切斷該線路;當(dāng)電源電壓恢復(fù)到正常范圍時,保護器自動接通。
OCP:過流保護(Over Current Protection)。在直流開關(guān)電源電路中,為了保護調(diào)整管在電路短路、電流增大時不被燒毀。其基本方法是,當(dāng)輸出電流超過某一值時,調(diào)整管處于反向偏置狀態(tài),從而截止,自動切斷電路電流。
短路保護 Short Circuit Protection:在短路時限制開關(guān)電源的輸出電流到一個安全值以保護開關(guān)電源不受損壞。
OTP:過熱保護電路(Over Temperature Protection。直流開關(guān)電源中開關(guān)穩(wěn)壓器的高集成化和輕量小體積,使其單位體積內(nèi)的功率密度大大提高,因此如果電源裝置內(nèi)部的元器件對其工作環(huán)境溫度的要求沒有相應(yīng)提高,必然會使電路性能變壞,元器件過早失效。因此在大功率直流開關(guān)電源中應(yīng)該設(shè)過熱保護電路。
保護(動作)有以下幾種方式:
1. 重啟(斷開電源后再次接通,電源則恢復(fù)正常。分自動和手動兩種);
2. 打嗝(hiccup:間斷式輸出);
3. Fold back limiting(在負(fù)載接近短路時,能線性地降低輸出電流至正常值的方法);
4. 限流(Constant current lim 或稱恒流,可限制輸出電流不因負(fù)載的過載或短路而無限增長。即使負(fù)載出現(xiàn)短路狀況也不會導(dǎo)致設(shè)備停機和電源損壞)。
5. 宕機過電流 / 過載 / 過電壓 / 過溫度故障,通常指輸出電流 / 功率 /(或輸入)電壓及散熱器溫度超過電源的額定值以上的保護閾值時危險狀態(tài)。
■浪涌電流
交換式電源供應(yīng)器在輸入電源送電的瞬間會出現(xiàn)一短暫(1/2~1 電源周期,EX:60Hz 電源 1/120~1/60 秒)的大電流(依產(chǎn)品設(shè)計約為 20~60A,請參考產(chǎn)品規(guī)格書),產(chǎn)品開機之后便恢復(fù)正常電流輸入,每次都在電源輸入端送電的瞬間才會出現(xiàn),此為正常現(xiàn)象,并不會造成電源供應(yīng)器的損壞。但不建議持續(xù)對電源供應(yīng)器開機 / 關(guān)機。另應(yīng)注意,如果使用多臺電源供應(yīng)器同時間開機時,有可能會造成系統(tǒng)配電的保護開關(guān)跳脫動作,建議多臺電源供應(yīng)器間延時開機,或采用電源產(chǎn)品的遙控功能進行產(chǎn)品的順序延時開機。
■輸出電壓精度
輸出電壓精度是指實際輸出電壓與額定輸出電壓的差值,這個誤差是由線路穩(wěn)定度和負(fù)載穩(wěn)定度的疊加值。通常該參數(shù)在+/-1%線路穩(wěn)定度是指當(dāng)輸入電壓在允許范圍的最大值和最小值之間變化時,輸出電壓偏離額定電壓的百分比。負(fù)載穩(wěn)定度是指當(dāng)輸出負(fù)載電流在允許范圍的最大值和最小值之間變化時,輸出電壓偏離額定電壓的百分比。
二、為什么用恒流電源驅(qū)動 LED 燈具?
LED 的壽命是指發(fā)生光衰的時間,恒流驅(qū)動由于控制住了 LED 的電流,確保了 LED 芯片的結(jié)溫不會過高,防止了半導(dǎo)體芯片,封裝材料,熒光材料的異常老化。LED 的發(fā)光強度就不會過快降低(即光衰)。采用其他類型的電源因不能控制 LED 的電流恒定,因其溫升不易得到控制,導(dǎo)致了光衰的發(fā)生。
LED 的發(fā)光強度與電流大小成正比,因此,LED 驅(qū)動電源需要具有恒流輸出特性,以保證 LED 在使用過程中能獲得穩(wěn)定的發(fā)光強度和廠家保證的長壽命。恒流電源為了保證恒流驅(qū)動 LED,則 LED 必須串聯(lián),才能保證電路內(nèi)的每一個 LED 的電流都相等且恒定。當(dāng) LED 燈組的功率需求越來越大時,LED 串聯(lián)數(shù)就越來越多,電壓需求正比于串聯(lián)數(shù),結(jié)果電壓就越來越高,安全就易出問題,制造和使用要求會更嚴(yán)格,這就會給電源帶來成本升高和使用的困難。因此大功率 LED 的驅(qū)動就出現(xiàn)了低壓驅(qū)動的要求。
CV+CC 的電源是可以工作在恒壓,也可以工作在恒流上。
■IP 等級
效率 Efficiency:用百分比表示的總輸出功率對有源輸入功率的比率。即:效率=輸出功率 / 輸入功率*100%。
額定功率:指電源的最大輸出功率(電壓 V 和電流 A 的乘積)。
EMC:電磁兼容性(EMC)是指設(shè)備或系統(tǒng)在其電磁環(huán)境中符合要求運行并不對其環(huán)境中的任何設(shè)備產(chǎn)生無法忍受的電磁干擾的能力。EMC 包括 EMI(電磁干擾)及 EMS(電磁耐受性)兩部門,所謂 EMI 電磁干擾,為開關(guān)電源傳導(dǎo)或輻射的有害能量。而 EMS 指開關(guān)電源在執(zhí)行應(yīng)有功能的過程中不受周圍電磁環(huán)境影響的能力。
紋波:由于直流穩(wěn)定電源一般是由交流電源經(jīng)整流穩(wěn)壓等環(huán)節(jié)而形成的,這就不可避免地在直流穩(wěn)定量中多少帶有一些交流成分,這種疊加在直流穩(wěn)定量上的交流分量就稱之為紋波。
輸出紋波和噪聲 Ripple and Noise,Output:在規(guī)定的帶寬內(nèi),開關(guān)電源輸出交流電壓的幅度,通常用毫伏級的峰峰值或 RMS 值表示。
總諧波失真:Total Harmonic Distortion,簡稱 THD。是指用信號源輸入時,輸出信號(諧波及其倍頻成分)比輸入信號多出的額外諧波部分,通常用百分?jǐn)?shù)來表示。一般說來,1000Hz 頻率處的總諧波失真最小,因此不少產(chǎn)品均以該頻率的失真作為它的指標(biāo)。所以測試總諧波失真時,是發(fā)出 1000Hz 的聲音來檢測,這一個值越小越好。
過沖(Over shoot)和下沖(Under shoot):過沖就是第一個峰值或谷值超過設(shè)定電壓—對于上升沿是指最高電壓而對于下降沿是指最低電壓。下沖是指下一個谷值或峰值。過分的過沖能夠引起保護二極管工作,導(dǎo)致過早地失效。過分的下沖能夠引起假的時鐘或數(shù)據(jù)錯誤。
工作環(huán)境溫度 Temperature,Operating Ambient:開關(guān)電源可以合理的電氣指標(biāo)和穩(wěn)定性工作的溫度范圍。除非規(guī)定如此,否則不要認(rèn)為開關(guān)電源在整個的溫度范圍內(nèi)都可以輸出滿功率,也不是說開關(guān)電源在整個工作溫度范圍內(nèi)都能保持同樣的電氣指標(biāo)。
PWM:脈沖寬度調(diào)制(Pluse Width Modulation):一種開關(guān)電源使用的電壓調(diào)整方法,指僅通過改變脈沖序列的寬度控制輸出。
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