LED照明驱动技术问题探讨

在节能技术呼声高涨的今天，LED照明越来越受到大家的追捧。针对LED照明驱动这个热闹而又流行的话题，我们在电子工程专辑电源系统网站开设了《LED照明驱动技术的发展趋势与设计技巧》专题讨论，并邀请到了天下明科技有限公司董事长张 毅民和深圳市鑫通达实业国际有限公司LED事业部经理文茂强担任论坛嘉宾，与工程师一起探讨LED照明驱动技术设计的难点与解决之道。在此，我们将一些精彩观点摘出，以使更多的工程师受益。

一、 LED照明驱动方法

1. 网友陈新堂问：AC-DC转换中，有些是非隔离的，这种电路在安规方面是否有问题？现在大功率产品的结构模式都是金属外壳和铝基电路板，外壳与电路板紧密连接，电气隔离仅在铝基板上实现，请问专家如何看待这个问题？

专家解答：第一个问题：AC-DC电源中，会有隔离与非隔离两种方式，两种在安规上都没有问题。第二个问题：是的，这是非隔离LED电源在目前应用中要注意的要点。一般的LED铝基板都能做到隔离电压为4000V。

2. 网友happy陈新堂问：对于小功率LED,从220伏交流市电上取电,电源采用何种方案?

专家解答：从AC 220V交流市电上取电的最简便方法是采用电容限流降压，但其缺点是LED带电，不安全，且功率因数极低。最好的办法是采用开关电源变换器，做成隔离型的恒流电源，其输出电流恒定且可调，设计时还要注意输入功率因数要高。后者已经有很多成熟的电路，但设计者还要在开关电源技术上下点功夫才行。

3. 网友网上游泳的鱼问：除恒流驱动外,显示屏的脉冲驱动是否可以?脉冲驱动怎么控制?驱动功率怎么计算?

专家解答：完全可以。利用恒流源镜像电路+PWM调制，理论上发光效率可以做到更高，但是实际上ON-OFF切换时的损耗和OFF时的漏电流考虑进去之后效率就不那么理想了，而且不适用于大功率LED驱动。另外，激光二极管也是采用的脉冲驱动，会不会成为以后一个新的发展方向就不得而知。可以参考以下。

4. 网友Edward Chiang问：我有客户要求调光，他们系统中有用于调光的PWM信号，频率为90+/-10Hz，占空比为（1%-80%）+/-5%，我们使用此信号时发现LED有闪动现象，如何解决？

专家解答：可能是没有做到恒流，电流在不断的波动，影响到亮度，感觉是在闪烁。将三极管上、下偏置和射级都加上合适的反馈电阻，组成相对的恒流源即可。此外，有些恒流驱动IC可以满足PWM和模拟电压调光，如果用PWM方式有闪烁，可以把PWM信号积分以后，再用模拟方式来调光，应该可以满足要求。

5. 网友rashhour问：高功率LED的尺寸封装及驱动电压与普通的LED有什么区别吗？

专家解答：小、大功率LED，同样的颜色正向驱动电压特性是一样的。不同封装因其散热条件不同，光衰区别较大。目前，小功率封装LED大概光衰在千小时衰减到70%，大功率封装LED在万小时衰减到70%。作为指示的LED因其工作电流小，光衰呈指数性减小。

二、 LED照明驱动散热问题

1. 网友嵩邙游客问：LED灯工作正常与否、质量好坏，与灯体本身散热至关重要。现在市场上的大功率LED灯散热都是采用自然散热，效果并不理想。请问专家有什么样的建议。

专家解答：温度保护是必须的，这是产品本身的需要，同时也是对客户的负责。那多少温度保护才合适呢？计算下吧：最高环境温度，夏天为40℃、在夏天的日光暴晒下为50℃，50℃环境温度是实际的，参见一般大功率LED规格书结温度在120℃是可以承受的，芯片到铝基板的热阻，规格书一般推荐10-15℃，那LED基板要保证在120-15=105℃。那么，保留温差取50--105℃中间值77.5℃，一般电子元器件工作温度在85℃是可靠的，77℃是符合这个原则的。建议77℃开始启动保护，85℃前大幅度的减低电流，90℃彻底完成产品温度保护功能。

2.网友网上游泳的鱼问：请问大功率LED的散热标准是多少,我们如何选用散热？

专家解答：LED工作时的温度T1 = 环境温度 To + Ploss * 热阻 R

R= LED封装热阻 Rled + LED与热沉接触热阻 Rled-link +? 热沉热阻?Rlink +?热沉与空气热阻 Rlink-air。一般封装的热阻在选择了LED后就不变了，热沉的热阻与体积有关，往往受空间的限制，所以 LED与热沉接触面积和热沉与空气接触面积往往成为散热设计的重点，为了增大热沉与空气的接触面积，往往把热沉设计为齿状，耆状等等。如果热沉是安装在狭小的空间里或者有风扇（如机箱），则需要考虑热流影响，一般是根据机构件建模，利用流体力学分析并估算出热流方向和速度，从而计算出空气流所能带走的热量。