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The basic design of LED lightings

LED以其无与伦比的节能、环保、长寿命、可控性高等技术优势,成为近年来全球最具发展前景的高新技术之一,正式拉开全面替代传统照明的序幕,半导体照明技术革新正在改变百年传统照明历史。随着LED技术在照明领域的应用,LED灯具产品在全球掀起了一场节能环保的绿色风暴,被业界誉为绿色照明产品。在能耗越来越高的今天,甚至有人预言:“在未来10年内,LED灯具产品将成为取代高压钠灯、白炽灯、荧光灯、台灯等传统照明灯具的唯一产品。”LED灯具要普及,不但需要大幅度降低成本,更需要解决能效和可靠性的难题,如何解决这些难题,一起分享高效高可靠LED灯具设计的方法。

不要使用双极型功率器件

专家指出由于双极型功率器件比MOSFET便宜,一般是2美分左右一个,所以一些设计师为了降低LED驱动成本而使用双极型功率器件,这样会严重影响电路的可靠性,因为随着LED驱动电路板温度的提升,双极型器件的有效工作范围会迅速缩小,这样会导致器件在温度上升时故障从而影响LED灯具的可靠性,正确的做法是要选用MOSFET器件,MOSFET器件的使用寿命要远远长于双极型器件。

尽量不要使用电解电容

LED驱动电路中到底要不要使用电解电容?目前有支持者也有反对者,支持者认为如果可以将电路板温度控制好,依次达成延长电解电容寿命的目的,例如选用105度寿命为8000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算公式“温度每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为16000小时,在85度环境下工作寿命为32000小时,在75度环境下工作寿命为64000小时,假如实际工作温度更低,那么寿命会更长!由此看来,只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的。

在LED驱动电路输入部分可以考虑不用电解电容,实际上使用PI的LinkSwitch-PH就可以省去电解电容,PI的单级PFC/恒流设计可以让设计师省去大容量电容,在输出电路中,可以用高耐压陶瓷电容来代替电解电容从而提升可靠性,有的人在设计两级电路的时候,在输出采用了一个400V的电解电容,这会严重影响电路的可靠性,建议采用单级电路用陶瓷电容就可以了。对于不太关注调光功能、高温环境及需要高可靠性的工业应用来说,强烈建议不采用电解电容进行设计。

不要选用耐压600V的MOSFET

耐压600V的MOSFET比较便宜,很多认为LED灯具的输入电压一般是220V,所以耐压600V足够了,但是很多时候电路电压会到340V,在有浪涌的时候,600V的MOSFET很容易被击穿,从而影响了LED灯具的寿命,实际上选用600VMOSFET可能节省了一些成本但是付出的却是整个电路板的代价,所以,瓷库中国专家建议不要选用600V耐压的MOSFET,最好选用耐压超过700V的MOSFET。

尽量使用单级架构电路

Doug表示有些LED电路采用了两级架构,即“PFC(功率因数校正)+隔离DC/DC变换器”的架构,这样的设计会降低电路的效率。例如,如果PFC的效率是95%,而DC/DC部分的效率是88%,则整个电路的效率会降低到83.6%!“PI的LinkSwitch-PH器件同时将PFC/CC控制器、一个725VMOSFET和MOSFET驱动器集成到单个封装中,将驱动电路的效率提升到87%!”Doug指出,“这样的器件可大大简化电路板布局设计,最多能省去传统隔离反激式设计中所用的25个元件!省去的元件包括高压大容量电解电容和光耦器。”Doug表示LED等级两级架构适用于必须使用第二个恒流驱动电路才能使PFC驱动LED恒流的旧式驱动器。这些设计已经过时,不再具有成本效益,因此在大多数情况下都最好采用单级设计。

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