?三種常用的LED驅動電源詳解

一、什么是LED驅動電源

LED驅動電源就是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發(fā)光的電源轉換器，通常情況下：LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。

而LED驅動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。

LED驅動電源的特點

1．高可靠性特別像LED路燈的驅動電源，裝在高空，有防水鋁殼驅動電源，質量好的話不容易壞，減少維修次數(shù)。

2．高效率LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結構，尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。

3．高功率因數(shù)功率因數(shù)是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點燈，同類負載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源，據(jù)說不久的將來，也許會對功率因數(shù)方面有一定的指標要求。

4．驅動方式現(xiàn)在通行的有兩種：其一是一個恒壓源供多個恒流源，每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點，但靈活性差，還要解決某個LED故障，不影響其他LED運行的問題。這兩種形式，在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。

5．浪涌保護LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護LED不被損壞的能力。

6．保護功能電源除了常規(guī)的保護功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋，防止LED溫度過高。

7．防護方面燈具外安裝型，電源結構要防水、防潮，外殼要耐曬。

8．驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。

9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。

LED驅動電源的不足

LED驅動電源目前存在不足的原因：

1） 生產(chǎn)LED照明及相關的技術人員對開關電源的了解不夠，做出的電源是可以正常工作，但一些關鍵性的評估及電磁兼容的考慮不夠，還是有一定得隱患；

2） 大部分LED電源生產(chǎn)都是從普通的開關電源轉型過來做LED電源，對LED的特點及使用認識還不夠；

3） 關于LED的標準幾乎沒有，大部分都是參考開關電源和電子整流器的標準；

4） 現(xiàn)在大部分LED電源沒有統(tǒng)一，所以量大部分都比較小。采購量小，價格就偏高，而且元器件供應商也不太配合；

5） LED電源的穩(wěn)定性：寬電壓輸入，高溫和低溫工作，過溫、過壓保護等問題都沒有一一解決。

LED驅動電源的發(fā)展方向

1、提高驅動電源的壽命

LED很重要的優(yōu)點之一是使用壽命長，約為3萬~10萬小時。傳統(tǒng)的LED驅動電源中含有電解電容，而電解電容的壽命比較短，約為5，000小時，這是制約LED驅動電源壽命的主要原因，因此在LED驅動電源中應盡可能不采用電解電容。

2、提高驅動電源的輸入功率因數(shù)，減小總諧波失真美國能源部發(fā)布的“能源之星”（ENERGYSTAR）固態(tài)照明文件中規(guī)定：任何功率等級都需要強制進行功率因數(shù)校正。這一標準適用于一系列的產(chǎn)品，如臺燈、柜櫥照明燈等等。其中，家庭住宅照明的LED驅動電源的功率因數(shù)必須大于0.7，商業(yè)照明中必須大于0.9。IEC61000-3-2諧波含量標準規(guī)定在大于25W功率等級的照明中應滿足總諧波失真（Total Harmonic DistorTIon，THD）小于35%，功率因數(shù)不小于0.7。這些標準的出臺，對于LED照明的驅動電源的設計提出了更高的要求。

3、減小驅動電源的體積

LED本身比較小巧，這對于便攜式產(chǎn)品非常有利。LED的驅動電源也應該盡量小巧，使其能夠順利裝入LED燈座。在設計過程中，應盡量減小驅動電源的體積。 ［5］

4、提高驅動電源的可靠性

在LED工作過程中，溫度變高、器件老化等非人為因素會對LED本體造成致命的損壞。因此在LED驅動電源中應該加入過壓保護、過流保護等保護電路，對意外事故進行應急處理，保證LED本體的安全工作。

三種常用的LED驅動電源詳解

1、開關恒流源

采用變壓器將高壓變?yōu)榈蛪?，并進行整流濾波，以便輸出穩(wěn)定的低壓直流電。開關恒流源又分隔離式電源和非隔離式電源，隔離是指輸出高低電壓隔離，安全性非常高，所以對外殼絕緣性要求不高。非隔離安全性稍差，但成本也相對低，傳統(tǒng)節(jié)能燈就是采用非隔離電源，采用絕緣塑料外殼防護。開關電源的安全性相對較高（一般是輸出低壓），性能穩(wěn)定，缺點是電路復雜、價格較高。開關電源技術成熟，性能穩(wěn)定，是目前LED照明的主流電源。

　　圖1：開關恒流隔離式日光燈管電源

　　圖2：開關恒流隔離電源原理圖

　　圖3：開關恒流源電源

　　圖4：開關恒流非隔離電源原理圖

2、線性IC電源

采用一個IC或多個IC來分配電壓，電子元器件種類少，功率因數(shù)、電源效率非常高，不需要電解電容，壽命長，成本低。缺點是輸出高壓非隔離，有頻閃，要求外殼做好防觸電隔離保護。市面上宣稱無（去）電解電容，超長壽命的，均是采用線性IC電源。IC驅電源具有高可靠性，高效率低成本優(yōu)勢，是未來理想的LED驅動電源。

　　圖5：線性IC電源

　　圖6：線性IC電源原理圖

3、阻容降壓電源

采用一個電容通過其充放電來提供驅動電流，電路簡單，成本低，但性能差，穩(wěn)定性差，在電網(wǎng)電壓波動時及容易燒壞LED，同時輸出高壓非隔離，要求絕緣防護外殼。功率因數(shù)低，壽命短，一般只適于經(jīng)濟型小功率產(chǎn)品（5W以內(nèi)）。功率高的產(chǎn)品，輸出電流大，電容不能提供大電流，否則容易燒壞，另外國家對高功率燈具的功率因數(shù)有要求，即7W以上的功率因數(shù)要求大于0.7，但是阻容降壓電源遠遠達不到（一般在0.2-0.3之間），所以高功率產(chǎn)品不宜采用阻容降壓電源。市場上，要求不高的低端型的產(chǎn)品，幾乎全部是采用阻容降壓電源，另外，一些高功率的便宜的低端產(chǎn)品，也是采用阻容降壓電源。

　　圖7：阻容降壓電源

　　圖8：阻容降壓電源原理圖

幾種電源成本性能比較

以3W小球泡和16W日光燈管為例，各種電源成本比較：

可見，不同類別的電源，其成本差異是非常大的，其中過認證的開關隔離源最貴，阻容降壓電源最便宜。

各類電源性能之比較：

在中高端市場，開關恒流非隔離電源仍是市場的主流電源，廠家一般會在結構設計上進行防高壓隔離。而在低端市場，大部份廠家是采用阻容降壓電源，也有部分廠家采用線性IC電源（要求廠家有一定的設計能力）。

采用不同的電源，產(chǎn)品的性能及價格是不一樣的，我們應該根據(jù)不同的市場選用不同的產(chǎn)品。