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LED开关电源应用于LED路灯时注意的事项

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LED开关电源及工控开关电源应用于LED路灯时注意的事项及未来发展方向!

全球人类正在努力改变地球温室效应带来的影响,节能减排呼声高涨。当今可称为节能“长寿命”项目的焦点产品“LED路灯”成了节能照明产业的“宠儿”。据高工led产业研究中心的调查显示,2009年“十城万盏”的21个试点城市中,已经安装的LED路灯(含隧道灯)大约为22.2万盏。其中潍坊3.5万、武汉2.8 万、重庆2.5万、扬州1.5万,四座城市的装灯量之和为10.3万,占总量近一半。2009年多数城市仍处于工程试点阶段,预计两年内将大规模铺开。

对此,笔者对影响LED电源质量的关键部分进行了浅议的的分析,供大家参考!

由于LED灯具不同于传统灯具,传统灯具中除部分功率转化为光能外,绝大部分功率都转化为红外辐射能量辐射到灯具外部空间(就类似于浴霸灯一样),而LED是半导体发光,其除部分功率转化为光能外,绝大部分功率都转化为热能,这些热量只能借助与芯片紧密结合的灯体散热。

商家为了灯具产品结构的整体优美,往往把电源与LED灯体结构紧密设计在一起,LED的发热与电源的发热叠加,这样电源和LED光源都处在恶劣的工作环境中,当工作环境的温度超过一定的温度时,电源及LED的寿命大打折扣。电源内部设置温度保护时会出现反复开关灯的现象,不设置温度保护又会引起高温损坏电源器件及加速LED的光衰。

LED电源属于开关电源,开关电源的质量与可靠性取决于其电路设计,生产工艺,及器件的质量。电解电容是大功率开关电源中必不可少的组成部分。

而开关电源的正常工作寿命要取决于电源所使用的电解电容的寿命,电解电容的寿命又取决于电容本身的寿命及工作温度。

电解电容在不同的温度下其工作寿命差异很大。

电容温度65℃时的寿命只能保证约8万小时;

电容温度75℃时的寿命只能保证约4万小时;

电容温度85℃时的寿命只能保证约2万小时;

电容温度95℃时的寿命只能保证约1万小时;

电解电容器的工作温度示意图;

电源自体温升:电源设计的比较好的功率器件温升在25-30℃左右,设计的比较差的温升大于35℃,户外 LED电源要求防水,需采用密封式的外壳,为了防护等级的提高厂家要求灌胶处理,不同的胶体材料价格成本不一样,导热性能也不一样,廉价胶导热性能差,且需高温烘烤,往往会造成元器件不同程度的隐形损伤及紧束拉伤,留下隐患。(散热处理的不好使得壳体内电解电容工作环境如同保温瓶,温度积累无法散出)。

综合以上应用条件:恶劣环境下电容工作环境温度会大于95℃。 也有人提出是否可用陶瓷或固体电容,但以目前的电容技术这两种电容都无法做成高压大容量。 当然,好鞍需配好马,使用长寿命的电容并不一定就能保证电源寿命 要提高电源寿命就需要从多方面来改善:

使用较高寿命的电容,提高电源效率,优化电源的散热设计,优化灯具的散热设计。

诸多灯具企业为了考虑灯具设计的紧凑以求降低重量,要求将电源体积做的小巧并安装在密闭的空间里,其电源的散热条件受到限制。因此高的效率,小的体积及更好的散热设计是电源面临的挑战。

由于LED照明是新兴的产业,目前还没大面积普及/民用化,主要是一些工程试点应用同时没有可以依照的行业标准,每一家设计的灯具所需求的电源在结构/电气上都不一样。 多数中国企业的习惯是在产品研发的初期没让配套供应商参入,而是在产品设计完成后再去找能配套的供应商,同样多数LED灯具企业在灯具设计初期没有跟可以合作的电源厂家沟通与合作,而是按自己的想法或仿照某一同行的做法在LED基板及结构设计完成后才考虑电源的问题。往往会找不到合适的/质量合格的电源,同时这样一来交期都赶得非常紧。

因此造成LED电源的现状是: 需求批量小,品种多,通常是几百到几K,无法像传统电源几十k----上百k的生产。各家需求的电气/结构通用性差,无法大批量生产,基本都是定制品,无法提前备料/备货。 LED工程交期短,大部分电源为满足客户要求需要临时设计/更改设计,造成材料采购周期短/生产工艺不成熟,从而导致电源成本的急剧上升,及质量的不稳定 。

所以,将LED电源标准化从而提高通用性,降低成本,以批量化生产提高质量是大家努力实现的方向目标。

目前市面上的LED电源质量层次不齐。多数做传统开关电源的厂商开始尝试做LED电源,但毕竟LED电源目前的使用条件与传统消费电子的电源使用条件与要求要恶劣很多,同时在高效率的LED电源中需要一些新的电源技术。不少电源厂商及灯具厂商开始都没注意到这些,从而在电源上栽跟头的也不为少数。

同时一些小公司其受专业技术的限制而采用仿照其它家的设计,延续别人犯过的错误,没有创新。为追求低成本高利润,采用低成本的材料,省略生产工艺,在设计质量/生产质量/材料质量方面如没有可靠的质量体糸保证。其生产的电源在可靠性及寿命方面远达不到目前LED灯具的需求。