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AIOT根据大数据,LED显示的主流研究方向主要在MiniLED、微软LED等方面,与以往的LED显示产品相比,MiniLED和微软LED具有成本、价格、密封、防护、运输、安装、维护等一系列优势能够很好地解决现有的LED显示中存在的问题。

1)宽色域、色彩鲜艳度:MiniLED的色彩鲜艳度与OLED相当,rgb实现三原色无遗漏的显示,能够覆盖宽色域。

2)对比度比优于:MiniLED背光可以将对比度提高到100:1,通过结合复杂算法实现分区控制的亮度和暗度或关闭改进传统的背光没有分区点亮和变暗功能的缺陷。

3)亮度、显示器厚度、黑边问题均得到改善:MiniLED与标准LCD面板相比,在高亮度中散热均匀,提供更高的亮度,在有效控制局部黑边问题的同时,可以减少显示器的厚度。

然而,要真正做到这一切,必须从最基本的LED驱动原理和实现开始。

LED芯片是?

LED简历

50年前,众所周知半导体材料产生光的基本知识。1962年,通用电气公司的尼克好莱坞NickHolonyyakJr.)开发了最初的实用应用可见光发光二极管。

LED是英文light emitting diode发光二极管的缩写,其基本结构是电致发光的半导体材料,因为是放在有引线的架子上,用环氧树脂封住周围的固体包装,所以能够起到保护内部芯线的作用,所以LED的耐震性能良好。

AIOT根据大数据,最初LED作为仪表的指示光源使用,之后,各种光色的LED广泛应用于交通信号灯和大面积显示器,获得了经济效果和社会效果。以12英寸的红色交通信号为例,美国原本以寿命长、效率低的140瓦白炽灯泡为光源,产生2000流明白光。经过红色滤镜后,光损失了90%,只剩下200流明的红光。在新设计的灯中,采用Lumileds公司18个红色LED光源,通过消耗包含电路损耗的14瓦的电力,能够产生同样的光效率。汽车信号灯也是LED光源应用的重要领域。

LED芯片原理

LED(light emitting diode、发光二极管是能够将电直接转换为光的固体半导体元件。LED的心脏是半导体的晶片,晶片的一端安装在一个支架上,一端负极,另一端连接到电源的正极,晶片整体用环氧树脂密封。半导体晶片由两个部分组成,一部分是P型半导体,其中空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这里主要是电子。

然而,当这两个半导体连接在一起时,在它们之间形成了“p‐N结”。当电流通过导线作用在该晶片上时,电子被推到p区域,在p区域中电子与空穴复合,以光子的形式发射能量LED,这是发光的原理。光的波长,即光的颜色由形成p-N结的材料决定。

LED芯片发光原理

LED芯片内部结构图

LED芯片的分类

MB芯片的定义和特征

定义:Metal Bonding(金属粘合)芯片UEC属于专利产品的芯片。

特征:

采用高散热系数材料Si作为基板,易于散热。

wafer bonding磊晶层和衬底在反射光子的同时用金属层结合,以避免衬底的吸收。

导电性的Si基板代替GaAS基板,具有良好的导热能力(导热系数差3~4倍),适应高驱动电流领域。

底部的金属反射层有利于提高光度和散热。

可以放大尺寸,可以应用于eg:42 mil MBHigh power领域。

GB芯片的定义和特征

定义:属于GlueBonding(粘合结合)芯片UEC的专利产品的芯片。

特征:

具有以往的AS(Absorbable strUctURe)芯片的2倍以上的输出的透明蓝宝石衬底置换吸光GaAS基板是蓝宝石衬底类似的TS芯片的GaP基板。

芯片向四方发光,有优秀的Pattern图。

在亮度方面,整体亮度超过TS芯片级别(8.6mil)。

双电极结构在耐高电流方面比TS单电极芯片稍差。

TS芯片的定义和特征

定义:transparent structure(属于Hp的专利产品的透明基板)芯片。

特征:

芯片工艺的制作很复杂,远远超过了AS LED。

可靠性高。

透明GaP基板,不吸收光,亮度高。

广泛应用。

AS芯片的定义和特征

定义:Absorbable strUctURe(吸收基板)芯片经过近40年的发展努力,台湾LED光电行业处于这种类型芯片的研发、生产、销售成熟阶段,各企业在这方面的研发水平基本上处于同一水平,差异不大。

大陆芯片制造业起步较晚,其亮度和可靠性与台湾业界还有一定的差距。这里我们描述的AS芯片特别指UEC的AS芯片、eg:712SOL-VR、709SOL-VR、712SYM-VR、709SYM-VR、709SYM-VR等。

特征:

使用MOVPE过程制备四元芯片,亮度比传统芯片亮。

可靠性高。

广泛应用。

LED芯片材料磊晶种类

LpE:LiquidphASe Epitaxy(液相磊晶法)GaP/GaP

VpE:Vapor phASe Epitaxy(气相磊晶法) GaASp/GaAS

MOVPE:Metal OrGanic VaperphASe Epitaxy(有机金属气相磊晶法)AlGaInp,GaN

SH:GaAlAS/GaASSingleHEterostrUctUReGaAlAS/GaAS

DH:GaAlAS/GaASDoUbleHEterostrUctUReGaAlAS/GaAS

DDH:GaAlAS/GaAlASDoUbleHEterostrUctUReGaAlAS/GaAlASAlAS

LED芯片组成和发光

LED晶圆的组成:主要由砷(AS铝(AL)镓(Ga)铟(IN)磷(p)氮(N)锶Si)几个元素组成。

LED晶圆的分类:

亮度

一般亮度:R、H、G、Y、E等

高亮度:VG、VY、SR等

超高亮度:UG、UY、UR、UYS、URF、UE等

非可见光(红外线):R,SIR,VIR,HIR

红外线接收管:pt

光电管:pD

各构成要素

二元晶圆(磷,镓):H,G等

三元晶圆(磷,镓,砷):SR,HR,UR等

四元晶圆(磷,铝,镓,铟):SRF,HRF,URF,VY,HY,UY,UYS,UE,HE,UG

主流LED驱动方式及LED驱动电源选择技术

LED是对特性敏感的半导体元件,具有负的温度特性,因此在应用过程中需要稳定的动作状态和保护,产生驱动的概念。LED装置对驱动电源的要求几乎严格,与LED通常的白炽灯泡不同,能够直接连接220V的交流市电。LED为3伏左右的低电压驱动,必须设计复杂的转换电路,具备用途不同的LED灯,具备不同的电源适配器。AIOT根据大数据,在国际市场,海外顾客对LED驱动电源的效率转换、有效电力、恒定电流精度、电源寿命、电磁兼容性的要求非常高,为了设计好的电源,必须综合考虑这些因数。因为电源在整个照明器具上的作用就像人的心脏一样重要。

LED由于受到功率水平的限制,所以为了满足亮度要求一般同时驱动多个LED,因此需要特别针对点亮LED驱动电路。现在主流的几个LED的驱动方式如下。

电容降压

使用交流电中的电容阻抗来限制输入电流,并获得直流电平LED的电力供给。这种驱动方式结构简单,成本低,但如果输入非隔离方案,则有安全隐患。另外,转换效率低,不能进行恒定电流控制。

分离反激电路

反激电路使得变压器在子边产生直流电平,并且通过光耦合将该电平的脉动波反馈到原始边,并且自激发稳定。这样的电路符合合规认定的要求,输出恒定电流精度高,转换效率高。但是,由于需要光耦合和子边缘恒流控制电路,所以系统复杂,体积大,成本高。目前,它已取代了原始的边缘方案。

原案

原边方案完全通过在交流原边控制输出电源和电流,最准确地达到5%的恒定电流精度,副边只需简单的输出电路即可。原边主要通过辅助边的反馈控制输出电压,通过限流电阻控制原边电流,同时乘以匝比控制输出电流的精度。原始边缘方案继承了分离反激电路的各种优点,架构简单,可以实现小体积和低成本,是当前主流驱动。

原边的恒定电流精度问题:由于变压器的生产精度难以控制,所以原边方案使用低质量变压器时,输出电流漂移大。因此,原始边缘方案比普通的原始边缘方案更复杂,但是与反激发方案相比,可以省略光耦合等,并且通过改进子边缘恒流控制电路以使系统的价格比最高来增加。

根据电力网的电力使用规则和LED驱动电源的特性要求,选择LED驱动电源,在设计时必须考虑以下几点。

1、高可靠性

尤其是LED路灯这样的驱动电源安装在高空,维护不便,维护费用也很大。

2、高效率

LED是节能产品,驱动电源效率高。在灯内安装电源的构造中,特别重要。LED的发光效率随着LED温度的升高而降低,所以LED的散热非常重要。电源效率高,耗电小,灯具内发热量小,灯具温度上升也降低。有利于延缓LED的光衰减。

3、高输出因素

电力主要原因是对电力网负荷的要求。一般70瓦以下的电器产品没有强制性指标。电力少的单一电器的电力要素低对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类负荷过集中,对电网产生严重污染。关于30瓦~40瓦LED驱动电源,在不久的将来,关于电力因素可能需要一定的指标。

4、驱动方式

现在通行的有两种。一个是,一个恒压源被供给多个恒流源,各恒流源对各电路LED个别地供给电力。这个方式,组合柔软,一路LED故障,不影响其他LED的工作,不过,成本稍微高。另一个是直接恒流供电、LED串联或并行运行。其优点是成本稍低,但柔韧性差,不影响其他LED的动作LED解决故障。这两种形式,暂时并存。多重恒流输出供电方式在成本和性能方面都很优秀。可能是今后的主流方向。

5、浪涌保护

LED对浪涌的抵抗力相对较差,特别是对逆电压的抵抗力。加强这方面的保护也很重要。一部分LED灯像LED路灯那样设置在室外。由于电力网负荷的启动和雷击的诱导,各种浪涌从电力网系统侵入,一部分浪涌会导致LED的损伤。因此LED驱动电源需要抑制浪涌的侵入,保护LED不受损伤的能力。

6、保护功能

除了传统的保护功能之外,电源优选在恒流输出中增加LED温度负反馈,以防止LED温度过高。

7、防护面

灯具外装型、电源结构防水、防潮、机壳耐日晒。

8,驱动电源的寿命必须符合LED的寿命。

9、必须符合安全标准和电磁兼容性要求。

随着LED的应用越来越广泛,LED驱动电源的性能将越来越适合LED的要求。

LED驱动连接的4种方式

LED是固体半导体光源,其发光原理主要是由于电子的迁移,作为色彩丰富的光源,具有体积小、亮度高、寿命长、电压低、安全性高、响应速度快、输出亮度的调整范围宽等优点。因此,广泛应用于日常生活中,应用于招牌、各种电子产品、各种设备、手持式设备等。

目前,许多LED产品采用恒流驱动方式LED,LED连接方式也根据实际电路的需要设计不同的连接方式,一般有串联、并联、混合、阵列四种形式。

一、串联方式

这样的串联连接方式的电路比较简单,连接着首尾,LED动作时流动的电流一致,LED属于电流型元件,因此能够保证各LED的发光强度大致一致。这样的LED连接方式的电路简单,连接方便。但是,在任一个LED中发生了开路故障时,也有LED灯串整体熄灭,影响使用的可靠性这样的致命的缺点,由此,需要保证各LED的品质太硬,可靠性也相应地提高。

LED恒压使用驱动电源驱动LED时,某个LED短路时电路电流增大,达到某个值时LED损坏,后的LED整体破损,但使用LED恒流驱动电源驱动LED时,某个LED短路时电流大致保持不变,不影响后的LED。无论如何,当某个LED打开时,电路整体不点亮。

二、并联方式

并行方式的特征是LED首尾并联连接,动作时每LED接受的电压相等。但是,电流不一定相等,即使是同一型号,同一规格批次的LED也是由制造工序等产生的。因此,各LED电流分配的不均匀性与其他LED相比降低电流过大的LED寿命,容易长期烧毁。该并行连接方式的电路相对简单,但是可靠性也不高,特别是在LED数量多的情况下发生故障的可能性高。

并联连接所需的电压较低,但各LED的顺方向压降不同,因此各LED的亮度不同,另外,若一个LED短路,则电路整体短路,剩余的LED对任一个LED不正常动作,因此使用恒流驱动,则分配给剩余的LED的电流增大另外,剩余的LED可能会损坏,但是使用恒压驱动的话,不会影响LED电路整体的正常动作。

三、混合方式

所谓混合,是与串联并行混合,首先将数个LED串联连接,然后并联连接到LED驱动电源的两端,在LED大致一致的情况下,采用这样的连接方式使所有的分支路的电压大致相等,各分支路中流通的电流也大致一致。

应注意,混合方式的采用主要应用于LED数量多的情况,该方式保证各分支中的LED故障最影响本分支的正常发光,并行形式比单纯的串联更提高可靠性。现在,很多大功率LED照明器具被一般采用,达到了实用的效果。

四、阵列方式

阵列方式的主要构成方式是,分支以3个LED为一组,分别访问驱动输出的Ua、Ub、Uc输出端子。在一个分支中3个LED正常的情况下,3个LED同时发光。当一个或两个LED失效并打开时,保证至少一个LED正常操作。由此,能够大幅提高各组LED的发光的可靠性,还能够提高LED整体的发光的整体可靠性。在该方式中,为了提高LED动作的可靠性,降低整体的电路故障发生率,需要多个输入电源。

LED的布线方式;串联、并列和串并联比较

电路的布线方式决定电路正常工作所需的电压和电流。下面的两个电路是5个160?14451ND使用了2LED。这是2V20mALED。如您所看到的,操作各个电路所需的电压和电流之间有很大的差异。

每个并行元件具有相同的电压,但是电流有变化。

每个串联元件具有相同的电流,但电压有变化。

一般来说,大部分的LED照明都使用串并联组合。

理想地,从可靠性和照明连续性的观点来看,希望将一个LED灯条串联连接到恒流驱动器。另一方面,长LED灯条对驱动LED灯条需要非常高的电压,如果LED灯条中的一个LED烧毁,则整体灯条熄灭,所以通常不能使用串联电路。但是,若采用组合式串并联的配线,则只有灯条的一部分熄灭,剩下的部分发光。

AIOT如果一个LED以上LED被烧毁,或者从组合的恒流电路LED灯条被切断,则剩余的LED也有被破坏的可能性。对于剩余的LED,有可能原总固定电流过高。这是恒压驱动更容易使用,通常优先于串并联组合电路的其他理由。

LED恒流驱动器与恒压驱动器的比较

led灯珠、灯带或用于模块确保亮度一致性的方法是使用专门的LED驱动器。有两种驱动器。

恒压驱动器这样的驱动器根据LED的额定电压具有一定的电压输出。那个输出电压是固定的。驱动器的电流输出为最大额定值。如果电路的实际电流需求不超过电流额定值的范围,则正常工作。

恒流驱动器:这样的驱动器根据LED所需的电流具有一定的电流输出。电压输出是可变的。电压根据所使用的数量LED而变化。必须确保实际电压在额定电压范围内。

LED驱动器既可以是木板,也可以是外部/内部(外部)式。根据情况,也可以根据使用LED使用AC/DC电源。关于所需的电压及电流规格,请参照相关说明书LED。

以下是恒流和恒压应用的典型应用的补充说明。

恒流驱动器通常延长LED的期望寿命,特别是在需要调光的情况下,能够改善光照的连续性。因为LED是非线性材料,所以难以保持一致性。电压的小幅增加会使电流呈指数增加,如果调整不当会损坏LED。

另外,在恒定电流电路中也很难出现热逸溃,提高长时间动作的可靠性LED。热逸溃是指从元件内部或外部产生的热本身引起偏压,使正向电阻下降电压差,使通过装置的电流上升。恒压驱动器将电压作为参数进行调整,LED的电压下降本身可能随着LED的打开或温度上升而变动。恒流驱动器在纯串联电路中是常见的,但也可以在若干串并联组合电路中使用。

AIOT如果在耦合恒流电路中一个或多个LED被烧毁、损坏或从灯带移除,则大数据可能相对于剩余LED的固定电流过高,因此可能损坏剩余的LED。

恒压驱动器在内置多色显示器和电阻或其他电流限制装置串并联组合LED灯带中更常见。可寻址LED通常需要使用恒压驱动器,因为这些产品在每个LED中构成一个恒定电流驱动芯片。相比之下,恒压驱动器可以更方便地操作,因为如果驱动器的电流等于LED使用时的总电流或者大于或等于LED,则可以可选地添加或移除电路LED。

LED照明推荐使用LED驱动程序,但在业界一般用这样的工业电源“驱动”LED照明。这些电源装置具有非常密切的电压输出容许差,但有时不能提供THD总谐波失真等特定的LED照明所需的参数规格及波纹规格。专业的LED驱动器,工业电源产品的输出可能有几个THD总谐波失真和纹理波,但是在标准书中一般没有明确指出,所以不知道。

LED驱动电源的结构、特征和分类

一、什么LED驱动电源

LED驱动电源其实是电源的一种,用电压或电流驱动发光LED不过是特定的电源。因此LED驱动电源输入部一般包括工业频率市电、低压直流、高压直流、低压高频交流等几个部分。另一方面,大部分输出是LED随着正向压降值的变化而能够使电压变化的一定的电流源。LED驱动电源核心元件包括输入滤波器元件、开关控制器、电感、MOS开关管、反馈电阻、输出滤波器元件等。另外,部分驱动电源有输入过压/欠压保护电路保护、过流保护等。

二、LED驱动电源特征

1,高可靠性:尤其是LED路灯这样的驱动电源安装在高空,维护不便,维护费用也很大。

2,高效率:LED节能产品,驱动电源效率高。安装在灯上的电源装置的散热器非常重要。电源效率高的话,其消耗功率也变小,照明器具内部的发热量也变小,照明器具的温度上升也变小,有利于延缓LED的光衰减。

3、高功率因素:功率因素是对电力网负荷的要求。一般70W以下的没有硬度的指标。电力少的单一电器的电力要素低,对电力网的影响不大,但夜间照明量大,同类负荷过集中,对电力网产生严重污染。对于30W~40W的LED驱动电源,之后关于电力因素可能会有一定的指标要求。

4,驱动方式:现在一般有两种驱动方式:一个恒压源供给多个恒流源,各恒流源单独向各电路LED供电。这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本稍高。②直接恒定电流供电、LED串联或并行运行。其优点是解决虽然成本稍低,但是柔软性差,不影响其他LED的动作的LED故障。

5,浪涌保护:LED对浪涌的抵抗力相对较差,特别是对逆电压的抵抗力。加强这方面的保护也很重要。设置在室外的LED,例如LED路灯。由于电力网负荷的启动和雷击的诱导,各种浪涌从电力网系统侵入,一部分浪涌会导致LED的损伤。因此LED驱动电源需要抑制浪涌的侵入,保护LED不损坏的能力。

6、保护功能:电源除了传统的保护功能之外,期望在恒流输出中增加LED温度的负反馈,防止LED温度过高。

7、防护面:对于设置在室外或复杂环境中的灯具,电源结构需要防水、防潮耐高温等要求。

8、安全标准:LED驱动电源产品需要满足安全标准和电磁兼容要求;

9,其他:例如LED驱动电源LED需要符合寿命等。

三、LED驱动电源分类

1,根据驱动方式分为恒定电流式和恒压式

1)恒流式:恒流式电路的特征是输出电流恒定,输出电压随着负载电阻的大小变化而变化,恒流式电源驱动LED是比较理想的方案,不惧负荷短路,LED亮度一致性好。缺点:成本高,禁止负荷完全开放,LED数量不应过多。因为电源有最大的电流和电压。

2)恒压式:恒压式驱动电路的特征是输出电压恒定,输出电流随着负载电阻的大小变化而变化,电压不太高。缺点:禁止负荷完全短路,电压变动影响LED亮度。

2,通过电路结构进行电容降压,变压器降压,电阻降压,RCC降压,PWM控制式

1)电容降压:采用电容降压方式LED电源容易受到电网电压变动的影响,冲击电流过大,电源效率低,但结构简单

2)变压器降压:该方式转换效率降低,可靠性不高,变压器重

3)电阻降压:该方式与电容降压方式差较小,但电阻需要消耗较大的电能,因此电源效率相对较低。

4)RCC降压式:该方式不仅恒定电压范围大,电源利用效率也能达到70%以上,但负载电压的纹理波大。

5)PWM控制式:PWM如果采用这样的方式,现在以PWM控制方式设计的LED电源是理想的,所以这样的LED驱动电源输出电压和电流是稳定的,电源转换效率也能达到80%、甚至90%以上应注意,还可以将多重保护电路附加到这样的电源上。

3、是否按照输入输出分开隔离分为隔离式和非隔离式

1)隔离式:为了安全隔离变压器隔离输入输出。一般拓扑类型包括正激发式、反激发式、半桥式、全桥式、推挽式等。正激励式和反激励式拓扑在小功率的情况下经常被使用,元件少且简单易于执行,这里反激励式的输入电压范围广,与PFC很好地结合,其应用更广泛地是反激励式分离驱动。

2)非隔离式:隔离式驱动器由电池、电池、恒定电压电源供应,主要用于便携式电子产品、矿灯、汽车等电气设备。

一般的LED驱动电源

LED电源有很多种类,各种电源的品质、价格差异非常大,这也是影响产品质量和价格的重要因素之一。LED驱动电源通常分为开关恒流源、电源线性IC、电阻降压电源三种。

1,开关恒流源

使用变压器将高压设为低压,进行整流滤波,输出稳定的低压直流电力。开关恒流源还被分成分离式电源和非分离式电源,分离是指输出高低压分离,安全性非常高,因此对外壳的绝缘性的要求不高。非隔离安全性稍差,但成本相对较低,传统节能灯采用非隔离电源,采用绝缘塑料外壳进行防护。

开关电源的安全性比较高(一般来说输出低压),性能稳定,缺点是电路复杂,价格高。开关电源技术成熟,性能稳定,是现在LED照明的主流电源。

2,线性IC电源

使用一个以上IC分配电压,电子部件种类少,功率因数,电源效率非常高,不需要电解容量,寿命长,成本低。缺点是有输出高压非隔离、频率闪光,在外壳上做好防触电隔离保护。

市售的无电解容量、超长寿命均采用线性IC电源。IC驱电源具有可靠性高、效率高、成本低的优点,将来是理想的LED驱动电源。

3、电阻降压电源

采用一个容量通过其充放电提供驱动电流,电路简单,成本低,但性能差,稳定性差,电网电压变动时非常易燃LED,同时输出高压非隔离,要求绝缘防护外壳。功率因数低,寿命短,一般只适用于经济小功率产品(5W以内)。

功率高的产品输出电流大,不能提供容量大的电流。不那样做的话,容易燃烧。另外,国家对高功率照明器具的功率因数有要求,即7W以上的功率因数要求大于0.7,但由于电阻降压电源远未达到(一般在0.2-0.3之间),所以高功率产品不应采用电阻降压电源。在市场上,要求不高的低端型产品大部分采用电阻降压电源,也有高功率廉价的低端产品,采用电阻降压电源。

LED开关电源与驱动电源的不同

概括地说,LED驱动也是开关电源的一种,但是有几个特殊性,也是这样的开关电源的共性,所以习惯上被分类为LED驱动。

AIOT在大数据中,这些特殊性被认为如下。

其电压输出为3.2的倍数,即电压输出的形式为3.2V、6.4V、9.6V、12.8V,但最大一般不超过25.6V。超过这个数的话,LED开启的时候,产品的吻合性不好,只有最后导通的LED有瞬间烧毁的可能性。另外,该电压也不一定,随着负荷的变化而变化,达到恒定电流的目的。

其输出电流是恒定的,理想的电路无论LED的特性曲线如何变化,驱动电源的电流也不会变化。但是,如果仅限于元件精度,则略微变化,但该变化也是判断驱动电路是否优秀的重要参数,因为LED的导通和电压的函数是非线性的“三级”关系,所以维持恒定电流是重要的。

那个启动是软件启动。由于LED的匹配性非常差,在导通时内部pN结的活性瞬间发生变化,因此LED的驱动一般被设计为软启动以避免该缺陷。

其电路要求最简单,多数情况下,电路要求结合LED照明的便利性安装在小空间内,因此电路尽量简单,这样可以节约成本,减少能耗。

那个一般不要求隔离。很多产品的构造都像普通的照明灯,所以在安全方面和照明灯很相似。但是,这第一条是一个“选择项目”,大家在理解时不要误会,因为某个驱动还是需要隔离,这个特点适用于我们现在流行的电路,不一定适合后电路发展的需要。

综上所述,软启动、恒流、阶跃电压、电路简单是其特征。

我在这里再指出一点。

很多人一味强调恒定电流,但是闭嘴不提高电压是错误的。恒定电流的概念与电压无关,例如电源,如果只是30V输出的恒定电流,打开道路的话,其电压就是30V。此时,当连接LED时,在该pN接合处直接动作的元件在最正确电路的反应前燃烧。

因为无论哪个电路都需要反应时间,所以电路中的动作元件是半导体。pN接合是在电源提供采样信号后进行反应,LED的pN接合是直接进行工作的,所以其“反应”比电路的“许多pN接合配合”更快,更快地燃烧!当然,在特殊的情况下也可以使用这样的驱动,但是在这样的LED的驱动中不允许输出端的开放。正确的说法是“输出端打开后不允许连接LED”。

由于10个原因LED驱动可能无效。

基本上LED驱动器的主要作用是将输入的交流电压源转换为LEDVf(随着顺方向导通压降而变化的电流源。作为LED照明的键,LED驱动器的质量直接影响整体照明设备的可靠性和稳定性。本文从LED驱动等相关技术和客户应用经验出发,对照明器具的设计和应用中的许多失效情况进行了整理分析。

1,led灯珠不考虑Vf变化范围

LED斜坡负载端一般由动作电压Vo=Vf*Ns的数量的LED串联并行构成,其中Ns表示LED列数。LED的Vf根据温度变动而变动,一般在恒定电流时,在高温时Vf变低,在低温时Vf变高。因此,高温时LED的斜坡负载动作电压对应于VoL,低温时LED的斜坡负载动作电压对应于VoH。选择LED驱动器时,驱动器输出电压范围为VoL?有必要考虑大于VoH。

所选LED驱动器的最大输出电压低于VoH时,低温时的灯的最大输出可能达不到实际需要的电力,选择LED驱动器的最低电压高于VoL时,高温时的驱动器输出超出动作范围,动作不稳定,灯可能闪烁。

但是,考虑到整体的成本和效率,LED驱动器不能只追求超广输出电压范围。在有驱动电压的区间时,驱动器效率最高。超过范围后效率会变差,驱动器输出电压范围的设计过宽则成本会上升,效率无法优化。

2、未考虑电力余量及减值要求

一般来说,LED驱动器的标称电力是在额定环境、额定电压的情况下测量的数据。考虑到各个客户有不同的应用,很多LED驱动器供应商向本公司的产品说明书提供功率下降曲线(一般的负荷vs环境温度下降曲线及负荷vs输入电压下降曲线)。

图1负荷vs环境温度的功率下降曲线

如图1所示,红色曲线表示当输入120Vac时,负荷根据环境温度变化的功率下降曲线LED驱动器。当环境温度小于50℃时,驱动器100%允许负载,当环境温度达到70℃时,驱动器只减少60%的负载,环境温度为50?当在70℃之间变化时,驱动器负载随着温度的升高而线性下降。

蓝色曲线表示当LED驱动器230Vac或277Vac被输入时,其负载根据环境温度而变化的功率下降曲线,其原理相同。

图2负荷vs输入电压的功率下降曲线

如图2所示,蓝色曲线表示LED驱动器在周围温度55℃下输出功率根据输入电压而变化的去克力曲线。当输入电压为140Vac时,驱动器的负载允许100%满载,随着输入电压的下降。如果输出功率不变,则输入电流上升,输入端损失增大,效率降低,设备温度上升,个别温度点超过基准,可能导致设备失效。

因此,如图2所示,如果输入电压小于140Vac,则要求随着输入电压的减小,驱动器的输出负载线性减小。在理解了上述下降曲线及对应的请求后,在选择LED驱动器时,应根据实际使用时的环境温度状况及输入电压状况综合考虑并选择,适当地保留下降余量。

3、不知道LED的动作特性

有客户要求灯具的输入功率为固定值,固定5%的误差,只能对所有灯调节输出电流达到指定功率。根据动作环境的温度和点灯时间,各灯的电力有很大的不同。

客户提出了这样的要求,有那个市场的普及和商业的因数的考虑。然而,LED的螺栓放大器特性决定LED驱动器为恒定电流源,其输出电压根据LED负载串联电压Vo而变化,在驱动器整体的效率几乎不变的情况下,其输入功率根据Vo而变化。

另外,LED驱动器在热平衡后整体效率上升,在相同的输出功率条件下,与电源接通时刻相比输入功率降低。

因此,LED驱动器的应用者在拟定需求时,首先要了解LED的工作特性,避免提出一些不符合工作特性原理的指标,同时避免出现远远超过实际需求的指标,避免质量过剩和成本浪费。

4、测试失败

有顾客购买了很多品牌LED驱动器,但是所有的样品在测试中都失效了。之后,在现场分析后发现,客户使用自调器直接向LED驱动器供电进行测试,接通电源后,调节器从0Vac逐渐上升到LED驱动器额定工作电压。

这样的测试动作能够促进LED驱动器以小输入电压启动进行负荷动作,此时,输入电流比额定值大得多,熔断器、整流桥、热敏电阻等内部输入端相关设备因电流超过基准值或过热而失效驱动程序失效。

因此,正确的测试方法是将稳压器调整到LED驱动器额定工作电压区间,连接到驱动器进行电气测试。

当然,通过技术上改善设计,也可以避免由在驱动器输入端设置起动电压限制电路及输入欠压保护电路这样的测试错误动作引起的失效问题。未达到驱动器设定的启动电压时,驱动器不动作。当输入电压下降到输入欠压保护点时,驱动器进入保护状态。

因此,即使在客户的测试中采用了蜂窝式快速调节器的操作步骤,驱动器也不会失效,具有自我保护功能。但是,客户在测试前,必须充分理解所购买的LED驱动器产品是否具有该保护功能LED驱动器考虑到实际应用环境,现在很多LED驱动器没有该保护功能)。

5、不同负荷、测试结果不同

LED驱动器带LED灯测试时,结果正常,电子负荷测试时,结果可能异常。通常,这种现象有以下原因。

(1)驱动器的输出瞬间电压或输出超过电子负载计的工作范围。(特别是在CV模式下,最大测试功率不应超过最大负载功率的70%。否则,负载可能在瞬间受到功率保护,驱动器可能不正常工作或不加载。)

(2)所使用的电子负荷计的特性不适合测量恒流源发生负荷电压偏移跳跃,驱动器正常动作或负载。

(3)由于电子负荷计的输入内部有大容量,测试相当于在驱动器输出上并联连接大容量,驱动器的电流采样动作有可能变得不稳定。

LED驱动器设计是为了符合LED照明设备的动作特性,所以最接近实际应用的测试方式应该以led灯珠为负荷,串联连接电流计和电压计进行测试。

6、常见情况下会损坏

将AC连接到驱动器的DC输出时,驱动器无效。

将AC连接到DC/DC驱动器的输入或输出,驱动器失效。

将恒流输出端子与调光连接,驱动器失效。

将相线连接到地线,无驱动器输出和外壳带电。

7、相线连接错误

通常,室外工程的应用是3相4线制,以国标为例,各相线和零线之间的额定工作电压为220Vac,相线和相线之间的电压为380Vac。施工人员将驱动器输入端子连接到两条相线上,通电后,LED驱动器输入电压超过基准值产品失效。

图3零线开路图

如图3所示,V1表示第1相电压,V2表示第2相电压,R1及R2分别正常地安装在线路上LED驱动器。如果如图所示切断线路上的零线(N),则两个分支路的驱动器R1、R2相当于串联连接的380 Vac电压。由于输入电阻的不同,如果在一个驱动器启动前充电,内部电阻会变小,大部分电压会加在别的驱动器上,过压破损可能会失效。因此,建议在同一配电支路上一起切断开关和断路器。不能只断零线。请不要将配电熔断器置于零线。在线路上必须避免零线接触不良。

8、电网变动范围超过合理范围

同样变压器电力网的支路配线过长,在支路有大型动力设备的情况下,大型设备停止的话,电力网电压会发生剧烈变动,电力网也有变得不稳定的情况。当电网的瞬时电压超过310Vac时,驱动器可能损坏(即使有防雷装置也无效。因为防雷装置对应于数十uS级的脉冲峰值,电力网的变动可能达到数十mS,甚至数百mS)。因此,在路灯照明支路电力网有大型电力机器的情况下特别注意,最好监视电力网的变动幅度,或通过单独电力网变压器供给电力。

9、线路频繁切换

如果同一条道路的灯过多,则某相的电负荷过载,各相之间的电力分布变得不均匀,线路频繁地按下快门。

10、驱动器散热

当驱动器安装在非通风环境中时,应尽可能地将驱动器外壳与灯壳接触,只要条件允许,可以在外壳和灯壳的接触面上涂抹导热橡胶,或粘贴导热垫,以提高驱动器的散热性能保证驱动器的寿命和可靠性。

如上所述LED驱动器实际应用需要注意很多细节,很多问题需要事先分析、调整,避免不必要的失效和损失。

LED驱动电源有哪些参数?

LED驱动电源你知道多少。

■输入电压范围

使用者在实际使用电源的显示输入电压范围为85-265 VAC时为100-240VAC,但实际上在合规认证时进行所谓的严格±10%测试(IEC 60950严格+6%-10%),因此电源供给器规格书中定义的电压范围在使用上没有问题。电源上显示了满足安全标准,使用者可以正确输入电源。

■功率因数PFC

PFC(power Factor Correction)功率因数修正主要是为了改善电源供给器的输入端子的有效功率和视在电力的比。一般来说PFC在不包括线路的机型中,其输入端的功率因数不过0.4~0.6,但在具有活动PFC线路的情况下可达到0.95以上,其相关公式如下。

视在功率=输入电压×输入电流(VA)

有效功率=输入电压×输入电流×功率因数(W)

在环保方面:电力公司的发电站必须产生大于电力的电能,其发电单元可以稳定供给市场的电能需求,电能的实际使用是有效的电力。如果功率因数为0.5,则发电单元只有放出2VA以上的电力,才能安全地供给电力1W的需求,其能源运营效果不好。相反,如果电力因素改善到0.95,电力公司的发电单元如果放出1.06VA以上的电力,电力供给1W的需求没有问题,能源的运营效果很好。

■保护功能

过电压/过电流/过负荷/过温度障碍保护是指电源供给器因输入电源、负载、环境、冷却电路或装置失效等内外条件的变化而威胁电源安全,在电源不正常动作时,电源的相关电路功能被激活而产生的保护动作。

OVp:压力过大保护。开关电源电路的一个特性是在输出端产生异常的高电压时保护开关电源和负载。

欠压保护:被保护线路的电源电压低于一定值时,保护器切断该线路。电源电压恢复到正常范围后,保护器会自动开启。

OCp:溢出保护(OverCURrent protetion)。在直流开关电源电路中,为了保护调整管不受电路短路的影响,在电流增大时不会烧毁。其基本方法是,当输出电流超过某个值时,调整管处于反向偏置状态,切断,自动切断电路电流。

短路保护Short Circuit protection:短路时将开关电源的输出电流限制为安全值,保护开关电源不受损坏。

OTp:过热保护电路(OverTemperatURe protection。由于直流开关电源中的开关定电压器的高集成化和轻量小体积大大提高了其单位体积内的功率密度,所以如果电源装置内部对元装置的动作环境温度的要求没有相应提高,则必然会使电路性能恶化,元装置早期失效。因此,应该在大功率直流开关电源中设置过热保护电路。

保护(动作)有以下方法。

1.重新启动(切断电源后再接通,电源恢复正常,分为自动和手动两种);

2.打嗝(hiccup:间歇输出);

3.Fold back limiting(当负载接近短路时,将输出电流直线降低到正常值的方法);

4.限流(ConstantcURrentlim或称定电流可以限制由于负载过载或短路而输出电流不无限增加。即使负荷短路,机器也不会发生关机或电源故障。

5.过电流/过负荷/过电压/过温度故障通常是指输出电流/电力/(或输入)电压及散热温度超过电源额定值的保护阈值时的危险状态。

■浪涌电流

更换式电源供给器在接通电源供电的瞬间产生短电流(1/2~1电源周期、EX:60Hz电源1/120~1/60秒)大电流(根据产品设计,约20~60A,参照产品规格书),接通电源后返回正常电流输入,每次在电源输入侧输电的瞬间发生。这是正常现象,不会造成电源供给器损伤。但是,不建议电源供给装置的电源接通/关断。另外,使用多台电源供给器同时接通电源的话,系统配电的保护开关有可能会脱落,建议在多台电源供给器之间接通电源,或者采用电源产品的遥控功能按产品顺序接通电源。

■输出电压精度

输出电压精度是实际的输出电压和额定输出电压的差,该误差是线路稳定性和负载稳定性的重叠值。一般来说,这个参数是+/|63?1%的线稳定性是指输入电压在容许范围的最大值和最小值之间变化时,输出电压偏离额定电压的比例。负载稳定性是指输出负载电流在容许范围的最大值和最小值之间发生变化时输出电压偏离额定电压的比例。

为什么用恒定电流电源LED驱动照明设备?

LED的寿命是发生光衰减的时间,因为恒流驱动控制LED的电流,所以LED确保芯片的结温不过高,防止半导体芯片、封装材料、荧光材料的异常老化。LED的发光强度不过度降低(即,光衰减)。当使用其他类型的电源时LED的电流不能恒定地控制,因此由于温度上升,难以得到控制,导致光衰减的产生。

LED的发光强度与电流的大小成比例,因此需要具有恒定电流输出特性,以在LED驱动电源使用中获得稳定的发光强度和制造商保证的长寿命。为了保证恒定电流驱动LED,恒流电源必须串联连接LED以确保电路内的各LED的电流相等恒定。LED当灯组的电力需求越来越大时,LED列数越来越多,电压需求与串联数成比例,结果电压变得越来越高,安全地容易发生问题,制造和使用的要求变得更严格,给电源带来成本的上升和使用的困难。因此,对大功率LED的驱动产生低压驱动的要求。

CV+CC的电源无论是恒压还是恒定电流都会动作。

■Ip等级

效率Efficiency:以百分比表示的总输出功率相对于主动输入功率的比率。即,效率=输出功率/输入功率*100%。

额定功率:指电源的最大输出功率(电压V和电流A的乘积)。

EMC:电磁兼容性(EMC)是指设备或系统在其电磁环境中符合要求进行动作,不让该环境内的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。EMC包括EMI(电磁干扰)和EMS(电磁耐受性)两个部门,所谓EMI电磁干扰是开关电源的传导或辐射的有害能量。EMS是指在执行应具有开关电源的功能的过程中不受周围电磁环境影响的能力。

纹理波:由于直流稳定电源一般是通过整流恒定电压等一个环节形成的,所以直流稳定量中不可避免地会有一些交流成分。叠加在这种直流稳定量上的交流成分被称为纹理波。

输出纹波和噪声RippleaNDNoise、Output:以预定带宽从开关电源输出交流电压的幅度通常由毫米伏特级峰值或RMS值表示。

总谐波失真:Total Harmonic Distotion,简称THD。当用信号源输入时,输出信号(谐波和其倍频分量)是比输入信号多的附加谐波部分,并且通常用百分比表示。一般来说,由于1000Hz的频率下总谐波失真是最小的,所以很多产品将该频率的失真作为指标。所以在测试总谐波失真中,发出1000Hz的声音进行检测,这个值越小越好。

超调(Overshoot)和超调(UNDer shoot):超调是最初的峰值或谷值超过设定电压。上升边缘是指最高电压,下降边缘是指最低电压。下降是指以下谷值或峰值。过冲会引起保护二极管的动作,并提早失效。过多的降落伞可能会导致假时钟和数据错误。

工作环境温度TemperatURe,Operating Ambient:开关电源的合理电标和稳定性操作的温度范围。除非有规定,否则请勿认为开关电源在所有温度范围内可输出全功率。开关电源不一定能在所有动作温度范围内维持相同的电气指标。

PWM:脉冲宽度调制:是用于开关电源的电压调整方法,是指仅通过改变脉冲序列的宽度来控制输出。

工程师十年总结:LED驱动设计经典问题答案

10年以上LED通过对设计的研究和学习。我收集了LED应用设计中的古典基础问题,并分享给大家。其中,列举了将单一LED的流明效率和LED作为光源构成的照明器具的流明效率的异同分析、LED的结温原理以及结温上升对LED带来的影响问题、静电破坏的原理以及一些类型的LED容易因静电破坏而失效LED路灯研究防雷能源是感压电阻的问题,有在解读设计高品质LED驱动电路的方法和设计LED驱动电源时考虑什么样的因素等问题。

问:单一LED的流明效率和以LED为光源构成的照明器具的流明效率的不同

答:对某个特定的LED施加IF=20mA正向电流后(对应的VF≈3.4V),施加所测定的辐射光束等规定的正向偏置Φ=1.2lm,这个LED的流明效率是η=1.2lm×1000/3.4V×20mA=1200/68≈17.6lm/W。对于所施加的电力pe=VF这样的单一LED×在IF中,用该功率测量的辐射光束被换算成每瓦的流明值,即单个LED的流明效率。

但是,作为灯,不论在LEDpN接合上实际加算的电力VF×IF是多少,灯具的电功率经常是灯具的输入端口所输送的电功率,它包括电源部分(例如恒电压器、恒电流源、交流整流直流电源部分等)所消耗的功率。在灯中,驱动电路的存在比单一LED的测试降低其流明效率。电路损耗越大,流明效率越低,因此寻找有效的LED驱动电路非常重要。

问题:LED的结温结温上升对LED有什么影响

答:LED基本结构是半导体的pN结。LED当电流流过器件时,pN结的温度上升,严格来说,pN结区域的温度定义为LED结温度。通常,由于装置芯片都具有小尺寸,LED芯片的温度可以被视为接合温度。

随着pN结的温度(例如环境温度)的升高,pN结内的杂质电离加速,固有激发加速。当由本征激发产生的复合载流子的浓度远远超过杂质浓度时,本征载流子数量的增加的影响大于迁移率降低的半导体电阻率变化的影响,并且由于内部量子效率的降低和温度的升高,电阻率降低,并且在相同的IF处降低了VF。恒流源在不使用驱动LED的情况下,VF下降促进IF指数式的增加,该过程进一步加速LEDpN结的上温度上升,最终温度上升超过最大结温度,导致LEDpN结的失效。这是正反馈的恶性过程。

pN结上的温度升高,并且当在半导体pN结中处于激发状态的电子/空穴复合时从高能量水平转变到低能量水平时,发射光子的过程恶化。这是因为,当pN结上的温度升高时,半导体晶格的振幅增大,振动的能量也增加,当其超过一定值时,当电子/空穴从激发状态转变为基态时,与晶格原子(或离子)交换能量这是因为没有光子辐射的转变LED的光学性质劣化。

另外,pN结上的温度上升是由杂质半导体中的电离杂质离子形成的晶格场使离子电平分裂,而准位分裂受到pN结温度的影响。这意味着,由于温度的影响而产生格子振动,该格子场的对称性发生变化,发生准位分裂,电子迁移时产生的光谱发生变化,这是LED发光波长随着pN结温度的上升而变化的原因。

综上所述,LEN pN结上的温度上升引起其电学、光学和热特性的变化,过量的温度上升引起LED密封材料(例如环氧树脂、荧光体等)的物理特性的变化,严重时会导致LED失效,因此能够降低pN结温度上升是应用LED的重要点。

问:什么类型的静电破坏LED容易因静电破坏而失效

静电实际上是由电荷积蓄构成的。人们在日常生活中,尤其是在干燥的天气环境中,用手触摸门窗类物品时感受到“触电”,这是门和窗类物品在一定程度上蓄积静电时对人体的“放电”。对于羊毛织物、尼龙化纤物品,静电蓄积电压可达到一万伏特以上,电压非常高,但静电功率不大,不会危及生命,但对于某些电子器件来说是致命的,可以导致器件失效。

在LED中由GN基构成的元件是宽带禁止半导体材料,因此电阻率高,相对于InGaN/AlGaN/NGaN的双重异质结蓝光LED,其InGaN的活性层的厚度一般只有数十纳米。该静电电压破坏pN,增大漏电,严重时pN结短路,LED失效。

正因为有静电的威胁,上述结构的LED芯片和设备在加工过程中必须采取防静电措施,包括加工工厂、机械、工具、设备、员工的服装,确保不会损坏LED。另外,芯片和设备的包装也采用防静电材料。

问:LED路灯防雷能使用1个感压电阻吗?

答:街灯的防雷设计并不是简单的问题。首先,了解你的路灯系统方案的全貌架构例如AC-“开关电源-”恒流源-“LED光源那么你首先应该考虑开关电源的防雷,雷击的侵入往往从AC电线导入,先被侵害的主体应该是开关电源,从开关电源输出的直流电压是理论上干净的电源这样一来,雷击对恒流源的影响已经很小了。LED路灯因为通常是购买现成的开关电源作为组套,所以选择防雷击的开关电源的话,在开关电源的输入端设置有防雷击电路。

问:隔离型和非隔离型驱动方案分别在什么优劣应用中如何选择

答:隔离意味着输入与输出之间没有直接的电连接关系,从安全要求来说,通常要求输入/输出间耐压在3KV以上。当前的隔离方式多采用AC/DC的脉冲电路方式,其中变压器作为隔离元件,因此电路复杂且成本高。非分离型基本上是使用功率电感的DC/DC的升压(Boost)或降压(BUck)电路,因为比电路简单,所以成本也比较低。

由于电路差异较大,许多芯片不具备同时实现两种方案的可能性。从恒定电流精度来看,隔离型在±5%以内,如果不是隔离型就很难。

现在,在以市电为输入电源LED的照明器具(特别是驱动与光源为一体的照明器具)中,基本上没有必要根据安全第一原则采用非隔离型方案。但是,例外地,LED由于荧光灯管受到结构和空间的限制,所以也使用非隔离型的方案。非隔离方式在以低电压供给电力LED的照明设备中,以优先效率和成本的原则最适合。

问:LED静电破坏的原理和过程如何影响

答:LED属于半导体器件,其pN结直接露出外面,容易接触静电。LED当两个电极中极性不同的电荷积蓄(电荷产生或传输的电荷)而在一定程度上不释放,电荷能量超过LED芯片的最大容许值时,电荷在极短的瞬间(纳秒电平)在LED两个电极层间放电在产生功率焦耳热的导电层之间局部形成1400°C以上的高温(电阻值最小且电极周边的东西多),在高温下导电层之间形成小孔熔化,导致漏电、暗点灯、死灯、电浮游等现象。

这种破坏LED的静电能不是高压的,而是取决于电荷的量和时间长度两个核心系数的能量。放电刹那的时间越短威力越大,电荷越多威力也越大。因为静电破坏LED是非常复杂的过程,所以测试LED的静电电阻时的模拟设计也是复杂而严密的测试。

在静电损坏LED比较严重的情况下,是死灯,漏电的情况比较多。轻微的静电损伤,LED一般没有异常,但是在这种情况下,这个LED已经有一定的危险性,如果受到二次静电损伤,暗点灯、死灯、漏电就会增大。

问题:高品质设计方法LED驱动电路

答:LED光源是长寿命光源,理论寿命可达到50000($4.1464)时间,但应用电路的设计不合理,电路部件的选择不适当,LED光源散热不好,影响其使用寿命。特别是在应用电路中,作为AC/DC整流器桥接器的输出滤波器的电解电容器的寿命在5000小时以下,因此成为了长寿命LED照明器具的制造技术的障碍,可以设计生产利用应用电路省略电解电容器的下一代LED驱动IC的解决方案。

另外,下一代LED驱动IC的设计必须采用恒定电力,以不采用滞后控制的降压型采用恒定频率恒定电流控制,打破使用卤素灯电子变压器产生的灯源的闪烁、多灯并行不点亮的问题等以往的DC/DC拓扑设计理念。另外,LED必须解决驱动IC在多个应用电路中能够接受EMC、安全性、CE、UL等的认证。应用电路追求简洁,零部件使用较少。隔离和非隔离的应用历来是业者安全和效率的争论点。PWM提高控制器的负载比等。

问:在选择和设计LED驱动电源中考虑哪些因素

A:LED驱动电源是将电源供给转换为特定的电压电流来驱动LED发光的电压转换器,通常,在LED驱动电源的输入中包含高压频率交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(例如电子变压器的输出)等。另一方面,LED驱动电源的输出的大部分是LED能够随着正向电压下降值的变化而使电压变化的一定电流源。根据电力网的电力使用规则和LED驱动电源的特性要求,选择LED驱动电源,在设计时必须考虑以下几点。

1.高可靠性:尤其是LED路灯这样的驱动电源安装在高空,维护不便,维护费用也很大。

2.高效率:LED节能产品,驱动电源效率高。在灯内安装电源的结构尤其重要。LED的发光效率随着LED温度的升高而降低,所以LED的散热非常重要。电源效率高,耗电小,灯具内发热量小,灯具温度上升也降低。有利于延缓LED的光衰减。

3.高功率因素:功率因素是对电力网负荷的要求。一般70瓦以下的电器产品没有强制性指标。电力小的单个电器的电力要素有点低,对电网的影响不大,但晚上大家点灯,同类的负荷过于集中,使电网产生严重的污染。对于30瓦~40瓦LED驱动电源,在不久的将来,功率因素可能需要一定的指标。

4.驱动方式:现在通行的有两种:一种是一个恒压源供给多个恒流源,各恒流源单独向各路LED供电。这个方式,组合柔软,一路LED故障,不影响其他LED的工作,不过,成本稍微高。另一个是直接恒流供电、LED串联或并行运行。其优点是成本稍低,但柔韧性差,不影响其他LED的动作LED解决故障。这两种形式,暂时并存。多重恒流输出供电方式在成本和性能方面都很优秀。可能是今后的主流方向。

5.浪涌保护:LED对浪涌的抵抗力相对较差,特别是对反电压的抵抗力。加强这方面的保护也很重要。一部分LED灯像LED路灯那样设置在室外。由于电力网负荷的启动和雷击的诱导,各种浪涌从电力网系统侵入,一部分浪涌会导致LED的损伤。因此LED驱动电源需要抑制浪涌的侵入,保护LED不受损伤的能力。

6.优选的是,除了传统的保护功能之外,保护功能电源在恒流输出中增加LED温度的负反馈,并且防止LED温度过高。

7.防护灯具的外安装型、电源结构为防水。

LED驱动芯片

LED驱动芯片分为通用芯片和专用芯片两种

通用芯片本身不是专门设计LED的芯片,而是LED具有显示部分的逻辑功能的一些逻辑芯片(例如,串行2并行移位寄存器)。

另一方面,专用芯片是根据LED发光特性LED为显示器专用设计的驱动芯片。LED是以饱和导通为前提的电流特性元件,亮度不是通过调整两端的电压而变化,而是随着电流的变化而变化。因此,专用芯片的最大特征是提供恒流源。恒流源保证LED的稳定驱动,消除LED的闪烁现象是LED显示高品质画面的前提。一些专用芯片还针对不同行业的要求添加了一些特殊功能,例如LED错误检测、电流增益控制、电流校正等。

驱动IC的进化

1990年代LED显示器应用程序以单色为主,采用恒压驱动IC。1997年,中国首个LED显示器专用驱动控制芯片9701登场,从16级跨越8192级,实现了视频的见解。然后,对于LED发光特性,恒流驱动作为更集成性高的16个信道驱动而不是8个信道驱动,成为全色LED显示器驱动的第一选择。1990年代末,日本的Toshiba、美国的Allegro、Ti等公司相继发售了16个固定电流驱动芯片,21世纪初,中国的台湾企业的驱动芯片也相继批量生产使用。现在,为了解决小间距LED显示器pCB布线的问题,一部分驱动IC制造商发售高集成48通道LED恒流驱动芯片。

驱动IC的性能指标

LED在显示器的性能指标中,刷新率和灰度以及图像表现力是最重要的指标之一。这需要LED显示驱动IC信道之间的电流的高匹配性、高速通信接口速度和恒定电流响应速度。过去,刷新率、灰度、利用率这三个方面都是他长的关系,为了保证其中一个或两个指标的优越性,必须适当牺牲剩下的两个指标。因此,很多LED显示器在实际应用中难以两立。恢复精神不足,高速摄像器材的摄影容易出现黑线,灰度不足,颜色的明暗不一致。随着驱动IC厂商技术的进步,现在已经在三高问题上突破,可以解决这些问题。

LED在全彩色显示器的应用中,为了保证用户长时间使用眼睛的舒适性,低亮度高灰是测试驱动IC性能的主要基准。

LED驱动芯片的发展趋势

①线性恒流方式带来高度集成LED智能应用

线性恒流驱动是基于LED特性开发的更简单、直接的新驱动方式,能够省略一部分磁性元件,能够降低电磁兼容性的危险性,在稳定性、寿命方面比传统的驱动方式优越。在智能照明领域,线性恒流驱动方案在集成电路设计时具有智能调光端口,可实现智能调光,具有更大的发展优势。

②LED在显示器的小间距倾向下,驱动芯片的高度集成化正在进行

LED在显示器的小间距化倾向中,每单位面积使用的珠的数量随着珠间距的缩小呈指数增加,需要在LED显示器上配置更多驱动芯片LED。驱动芯片尺寸突破缩小,电流显示均匀性好,芯片输出电流信道之间的相互串扰小,存在可靠性高的一系列难题,在集成更多数量的晶体管提高IC性能的同时,将多个功能模块封装在同一IC中,实现功能的多样化需要形成高度集成化的驱动IC产品。

③LED新的应用场景扩展,驱动芯片多样化

LED随着技术的进步,出现了下游的新兴需求,LED智能显示功能可以应用于汽车气氛灯、LED透明广告屏幕、智能扬声器、智能闹钟等各种电子产品的阵列显示。另外,随着LED显示器的小间距化的推进,LED显示器实现了电视领域的商业化,进而进军可使用设备、显示器、手机、现场/虚拟现场(AR/VR等消费电子领域。LED的应用场景不断扩大,LED为了驱动芯片企业,为了满足不同产品的应用需求,需要继续投入研究开发,进行多样化的发展。

④进一步提高国产化替代程度,逐步实现优势技术出口

LED驱动集成电路行业的发展日益成熟,国内整体技术水平已经逐步赶上,国内驱动IC企业在国际竞争力显著提高,尤其在高价格比方面具有较大优势,LED逐步实现驱动IC领域的国产化替代,完成LED驱动领域的自主控制流程在国家“一带一路”战略的牵引下,实现优势技术和产品的对外输出,进一步提高国产LED驱动芯片在世界上的竞争发言权。

通用LED驱动芯片

LED也被称为驱动芯片LED驱动电路,实际上是PWM控制芯片,在构成电路正常动作后,由后电流检测电阻检测出LED的电流的电压被反馈到芯片,控制内部的PWM占空比,适应LED自身特性变化引起的电流、电压变动LED将得到的电流保持恒定。

LED驱动器原理和作用

LED驱动器是指LED发光或LED模块组件被驱动以正常工作的电源调整电子装置。LED根据pN结的导通特性,能够适应的电源的电压和电流变动范围非常窄,即使稍微偏离也不能点亮LED,或者发光效率显著降低,使用寿命变短,芯片有可能烧毁。常规频率电源和一般电池电源不适合直接供给LED,LED驱动器是能够在Z的良好电压或电流状态下工作的电子部件。

LED设备对驱动电源的请求与LED正常的白炽灯泡不同,可以直接连接220V