基本上可以說LED驅(qū)動器的主要作用是將輸入的交流電壓源轉(zhuǎn)換為輸出電壓可隨LED Vf(正向?qū)▔航底兓碾娏髟?。做為LED照明中的關(guān)鍵部件,LED驅(qū)動器的品質(zhì)直接影響到整體燈具的可靠性及穩(wěn)定性。本文從LED驅(qū)動等相關(guān)技術(shù)及客戶應用經(jīng)驗出發(fā),整理分析燈具設(shè)計及應用中諸多的失效情況。
1、未考慮LED燈珠Vf變化范圍
LED燈具負載端,一般由若干數(shù)量的LED串并 聯(lián)組成,其工作電壓Vo=Vf*Ns,其中Ns表示LED串聯(lián)數(shù)量。LED的Vf隨溫度變動而變動,一般情況下,在恒定電流時,高溫時Vf變低,低溫時Vf變高。因此,高溫時LED燈具負載工作電壓對應為VoL,低溫時LED燈具負載工作電壓對應為VoH。在選用LED驅(qū)動器時需考慮驅(qū)動器輸出電壓范圍大于VoL~VoH。
如果選用的LED驅(qū)動器最大輸出電壓低于VoH,可能導致低溫時燈具的最大功率達不到實際所需功率,如果選用的LED驅(qū)動器最低電壓高于VoL,則高溫時可能驅(qū)動器輸出超出工作范圍,工作不穩(wěn)定,燈具會有閃爍等情況。
但綜合成本及效率考慮,不能一味追求LED驅(qū)動器超寬輸出電壓范圍:因為驅(qū)動器電壓只在某一個區(qū)間時,驅(qū)動器效率才是最高的。超過范圍后效率、功率因數(shù)(PF)都會變差,同時驅(qū)動器輸出電壓范圍設(shè)計太寬,則導致成本升高,效率無法優(yōu)化。
2、未考慮功率余量及降額要求
一般情況下,LED驅(qū)動器的標稱功率是指額定環(huán)境、額定電壓情況下測得的數(shù)據(jù)??紤]到不同客戶會有不同的應用,多數(shù)LED驅(qū)動器供應商會在自家的產(chǎn)品規(guī)格書上提供功率降額曲線(常見的有負載vs環(huán)境溫度降額曲線及負載vs輸入電壓降額曲線)。
技術(shù)|10個可能導致LED驅(qū)動失效的原因
因此,當輸入電壓小于140Vac時,要求驅(qū)動器的輸出負載隨輸入電壓減小而線性減小??炊缟辖殿~曲線及相應要求后,選用LED驅(qū)動器時就應該根據(jù)實際使用時的環(huán)境溫度情況及輸入電壓情況,綜合考慮及選擇,并適當留出降額余量。
3、不了解LED的工作特性
曾有客戶要求燈具輸入功率為固定值,固定5%誤差,只能針對每盞燈去調(diào)節(jié)輸出電流達到指定功率。由于不同工作環(huán)境溫度,及點燈時間不同,每一盞燈的功率還是會有較大差異。
客戶提出這樣的要求,雖然有其市場推廣及商務(wù)因數(shù)的考慮。但是,LED的伏安特性決定LED驅(qū)動器為恒定電流源,其輸出電壓隨LED負載串聯(lián)電壓Vo變化而變化,在驅(qū)動器整機效率基本不變的情況下,其輸入功率隨Vo變化。
同時,LED驅(qū)動器在熱平衡后整體效率會有所上升,在相同輸出功率的條件下,相比于開機時刻,輸入功率會下降。
所以,LED驅(qū)動器的應用者在擬定需求時,應先了解LED的工作特性,避免提出一些不符合工作特性原理的指標,同時避免出現(xiàn)遠超實際需求的指標,避免質(zhì)量過剩和成本浪費。
4、測試中失敗
曾經(jīng)有客戶采購過很多品牌的LED驅(qū)動器,但是所有樣品都在測試過程中失效。后來到現(xiàn)場分析后發(fā)現(xiàn),客戶采用自偶調(diào)壓器直接給LED驅(qū)動器供電進行測試,上電后將調(diào)壓器從0Vac逐漸上調(diào)到LED驅(qū)動器額定工作電壓。
這樣的測試操作,很容易使得LED驅(qū)動器在很小的輸入電壓時就啟動并帶載工作,而此種情況會導致輸入電流遠遠大于額定值,內(nèi)部輸入端相關(guān)器件,如保險絲、整流橋、熱敏電阻等因電流超標或過熱而失效,導致驅(qū)動器失效。
因此正確的測試方法是將調(diào)壓器調(diào)到LED驅(qū)動器額定工作電壓區(qū)間,再接上驅(qū)動器上電測試。
當然,從技術(shù)上改善設(shè)計也可以規(guī)避此種測試誤操作導致的失效問題:在驅(qū)動器輸入端設(shè)置啟動電壓限制電路及輸入欠壓保護電路。當輸入未達到驅(qū)動器設(shè)定的啟動電壓時,驅(qū)動器不工作;當輸入電壓降低到輸入欠壓保護點時,驅(qū)動器進入保護狀態(tài)。
因此,即使客戶測試過程中依然采用自偶調(diào)壓器的操作步驟,驅(qū)動器具備自我保護功能而不至于失效。但是客戶在測試之前一定要仔細了解所購的LED驅(qū)動器產(chǎn)品是否具備這項保護功能(考慮到LED驅(qū)動器的實際應用環(huán)境,目前多數(shù)LED驅(qū)動器不具有此項保護功能)。