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LED電源是電源中的一種，是向電子設備提供功率的裝置，也是電源供應器。是通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置，這個裝置就叫做整流電源，也叫驅動電源。把能提供信號的電子設備叫做信號源。鋰電池、干電池、整流電源、信號源有時也叫做電源。電池分±級。

把其他形式的能轉換成電能的裝置叫做電源。

發電機能把機械能、化學能等轉換成電能，干電池能把化學能轉換成電能。

電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負電荷，由正負電荷產生電壓（電流是電荷在電壓的作用下定向移動而形成的），電荷是廣泛存在于導體中的導電的離子，要產生電流只需要加上電壓即可。

當電池兩極接上導體時為了產生電流而把電荷釋放出去，當電荷散盡時干電池等叫做電源；通過變壓器和整流器，把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號的電子設備叫做信號源。

LED電源是恒流源，一般開關電源是恒壓源。

工作原理：LED對電源的供給有2個方面的要求，首先要求輸出電壓>LED的導通電壓，其次是要求工作電流穩定，并且不能大于LED的額定電流。當LED的工作電流超過額定電流時，LED會很快出現衰老損壞。因此LED使用的電源必須具有恒流功能。

在設計LED用的開關電源，首先確定LED的電流，然后根據使用燈珠的串聯數量來確定電源電壓。設計時以電流作為主要工作參數，電壓為輔助參數。

電壓

LED電源一般的工作電壓為3.0～3.6V。有一些工作電壓更低，如2.0、2.5、2.7V 等；也有一些 是1.2V常用工作電壓為5V、12V、24V，還有少數15V 或28V 的特殊用途的電壓源。

電流

從幾毫安到幾安都有，但是由于大多數嵌入式電子產品的工作電流小于300mA，所以30～300mA 的電源在品種及數量上占較大的比例。

尺寸

發展的便攜式產品都采用貼片式器件，主要有SO封裝、SOT-23 封裝，μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD封裝等，使電源占的空間越來越小。

措施

新型電源有完善的保護措施，這包括：輸出過流限制、過熱保護、過壓保護、短路保護及電池極性接反保護。

耗電功能

新型電源的靜態電流都較小，一般為幾十μA 到幾百μA。

個別微功耗的線性穩壓器，其靜態電流僅1.1μA。另外，不少電源IC 有關閉電源控制端功能（用電瓶來控制），在關閉電源狀態時IC 自身耗電在1μA 左右。

由于它可使一部分電路不工作，可大大節省電能。

例如，在無線通信設備上，在發送狀態時可關閉接收電路；在未接收到信號時可關閉顯示電路等。

輸出

不少便攜式電子產品中有單片機，在電源因過熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分數時，電源有一個電源工作狀態信號輸給單片機，使單片機復位，利用這個信號也可以做成電源工作狀態指示（當電池低電壓時，有LED 顯示）。

電壓

一般的輸出電壓精度為±2～4%之間，有不少新型電源的精度可達±0.5～±1%；

并且輸出電壓溫度系數較小，一般為±0.3～±0.5mV/℃，而有一些可達到±0.1mV/℃的水平。

線性調整率一般為0.05%～0.1%/V，有的可達0.01%/V；負載調整率一般為0.3～0.5%/mA，有的可達0.01%/mA。

電源

升壓式DC/DC 變換器的效率高，但紋波及噪聲電壓較大，低壓差；線性穩壓器效率低，‘但噪聲最小，這兩者結合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如，數字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源，而對噪聲敏感的電路采用LDO 電源，這種電源有MAX710/711，MAX1705/1706 等。

另一種例子是電荷泵+LDO 組成，輸出穩壓的電荷泵電源IC，例如MAX868，它可輸出0～-2VIN 可調的穩定電壓，并可提供30mA 電流；MAX1673穩壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負壓，輸出電流可達120mA不等。

分類

1、按供電電壓分：高壓AC85-265、低壓1.5-36V

2、按供電方式分：恒壓源和恒流源之分。

3、按輸入輸出的隔離關系分：隔離電源和非隔離電源。

4、輸入電壓與輸出電壓的關系分：升壓型、降壓型、升降壓型。等等

LED不能像傳統光源那樣直接使用供電電源，需要驅動電路將供電電源變換為直流電流才能工作。LED驅動電路的類型、結構與供電電源的類型有關，通常分為直流供電、交流供電兩大類。

直流供電

指能直接提供直流電流的各種干電池、蓄電池和太陽能電池等，根據所提供的電源電壓又可分為以下幾種形式。

低電壓驅動低電壓驅動就是指用低于LED正向導通壓降的電壓驅動LED，如一節普通干電池或鎳鉻/鎳氫電池，其正常供電電壓為0.8～1.65V。低電壓驅動LED需要把電壓升高到足以使LED導通的電壓值。對于LED這樣的低功耗照明器件，這是一種常見的使用情況，如LED手電筒、LED應急燈、節能臺燈等。由于受單節電池容量的限制，一般不需要很大功率，但要求有最低的成本和比較高的變換效率。另外，考慮到有可能配合一節5號

電池工作，還要有最小的體積，其最佳技術方案是電荷泵式升壓變換器。

過渡電壓驅動過渡電壓驅動是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動，這個電壓有時可能略高于LED管壓降，有時可能略低于LED管壓降。如一節鋰電池或者兩節串聯的鉛酸電池，滿電時電壓在4V以上，電快用完時電壓在3V以下。用這類電源供電的典型應用有LED礦燈等。過渡電壓驅動LED的電源變換電路既要解決升壓問題又要解決降壓問題，為了配合一節鋰電池工作，也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本。一般情況下功率也不大，其最高性價比的電路結構是反極性電荷泵式變換器。

高電壓驅動高電壓驅動是指給LED供電的電壓值始終高于LED管壓降，如6V、12V、24V蓄電池，典型應用有太陽能草坪燈、太陽能庭院燈、機動車的燈光系統等。高電壓驅動LED要解決降壓問題，由于高電壓驅動一般是由普通蓄電池供電，會用到比較大的功率（如機動車照明和信號燈光），應該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結構是串聯開關降壓電路。交流供電（市電驅動），這是一種對LED照明應用最有價值的供電方式，是半導體照明普及應用必須要解決好的問題，交流供電（市電驅動）應用于LED驅動，一般要經過降壓、整流、濾波、穩壓（或穩流）等環節，使交流電源轉換為直流電源，然后通過適當的驅動電路為LED提供合適的工作電流，還要有比較高的變換效率、有較小的體積和較低的成本。另外，還應該解決安全隔離問題。考慮到對電網的影響，還要解決好電磁干擾和功率因數問題。對中小功率的LED，其最佳電路結構是隔離式單端反激變換器。對于大功率的應用，應該使用橋式變換電路。

電源壽命

LED芯片和電源裝在一起，一般空間狹小，散熱條件差，如何保證LED電源質量和壽命，就要從設計前就開端思忖，從而避免LED電源很快失效，可以說LED電源壽命是制約著LED發展的關鍵。

這是一下需要系統設計和考慮的綜合問題。

我們認為影響LED電源壽命的性能包括環境特征，部件和電力待征，綜合有以下方面：

1、實際應用環境的影響：高濕環境、高溫環境、多塵環境、強磁環境、震動環境

2、燈飾溫度環境的影響：燈飾內溫小于65度、燈飾外殼小于75度、電源溫度小于60度

3、供電電網的影響：不穩定電網的電壓輸入會對LED電源的部件造成沖擊，從而影響LED驅動的使用壽命脈。

4、絕緣和安裝的影響：產品的正確安裝和良好的絕緣會增強LED電源的應用力。

5、電解電容的影響：電解電容器的封口部位會漏出氣化的電解液，這種現象會隨著溫度的升高而加速，一般認為溫度每上升10℃，泄漏速度會提高至2倍。

因此可以說電解電容器決定了電源裝置的壽命。

如果選用105度，壽命為10000小時的高溫電解電容，根據通行的電解電容壽命估算公式“每降低10度，壽命增加一倍”，那么它為95度環境下工作壽命為20000小時，在85度環境下工作壽命為40000小時。

LED驅動電源的正常工作壽命要取決于電源所使用的電解電容的壽命，電解電容的壽命又取決于電容本身的壽命及工作溫度。

電容溫度65℃時的壽命只能保證約8萬小時；電容溫度75℃時的壽命只能保證約4萬小時；電容溫度85℃時的壽命只能保證約2萬小時；電容溫度95℃時的壽命只能保證約1萬小時；從以上的推算：電解電容溫度每上升10℃，壽命將會減半。

6、開關次數的影響：多數電源設有電容器輸入型的整流回路，在通入電源時，會產生浪涌電流，導致開關接點疲勞，引發接觸電阻增大及吸附等問題。理論上認為，在電源期望壽命期間，開關的通斷次數約有10000次。

7、沖擊電流保護電阻、熱敏功率電阻的影響：為抵搞電源通入時產生的沖擊電流，通常電源的設計將電阻與SCR等元件并聯起來使用。

電源通入時的電力峰值高達額定數值的數十倍至數百倍，結果導致電阻熱疲勞，引起斷路。處在相同情況下的熱敏功率電阻器也會產生熱疲勞現象。

隔離與非隔離

在一般的LED照明市場上，存在非隔離設計和隔離型驅動電源之分。

非隔離設計僅限于雙絕緣產品，例如燈泡的替代產品，其中LED和整個產品都集成并密封在非導電塑料中，因此，最終用戶并沒有任何觸電的危險。

二級產品都是隔離型的，價格相對比較昂貴，但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方（通常在LED照明和路燈照明應用的情況下），這種產品必不可少。

帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅動電源意味著LED可以直接用手接觸而不會觸電。

而無隔離變壓器的LED驅動電源雖仍可以借助防護外殼實現部分機械絕緣，但此時的LED在工作時并不能直接接觸。

絕緣型燈泡在今后將成為主流

物理設計決定著驅動器是隔離式還是非隔離式。

安全規則通常要求使用兩個獨立的隔離層。

設計師可以選擇兩種物理隔離層，即塑料散光罩和玻璃護罩，并使用非隔離式電源。如果物理隔離成本太高、存在機械困難或者吸收太多光，就必須在電源中解決電氣隔離問題。

隔離式電源通常要比同等功率水平的非隔離式電源大一些。照明燈設計師必須在他們所設計的每款產品中進行大量的成本及設計優化工作。

由于適用于不同的應用，是采用隔離的絕緣變壓器還是采用隔離的防護燈罩外殼，設計者在不同的角度考慮永遠會有不同的見解。

通常，他們會從多方面去分析，例如成本與制造工藝、效率和體積、絕緣可靠性和安全規范的要求，等等。帶變壓器的驅動成本較高，但也相應讓LED燈具變得更加實用，能夠滿足終端用戶偶然接觸LED的需要。當白熾燈玻璃外殼很容易被損壞時，一個E27型號的普通燈泡可被替換成為LED燈。

此外，在工業區或者是辦公設備應用中的燈具并不需要接觸到終端用戶，如路燈和商場照明，這時的LED燈也確實需要隔離變壓器。

作為一個讓最終用戶能安全使用的產品，一定會考慮絕緣與隔離的可靠性。

作為完整的產品，產品表面使用者能接觸到的部分一定要經過隔離，不能讓人觸電。而從產品整個系統而言，隔離是不可避免的，區別只是設置隔離的位置不同。

有些設計者采用隔離的變壓器設計，因此他們可以簡化散熱和燈罩的設計。如果用非隔離的驅動設計，在燈殼等結構上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅動，隔離與非隔離的方案一直都同時存在。

中國LED驅動電源制造商們可能面對的主要挑戰是找到低成本的AC/DC驅動器，從而滿足在低成本電源系統中實現更嚴格的功率因子和效率表現。

未來，在空間受限且存在散熱困難的系統（比如LED燈具）中使用高質量、高可靠性的電源，將不再免費。然而，在最終用戶使用過許多某款壽命在10,000小時左右的燈泡之前，要想證明其質量高是相當困難的事情。

基于變壓器的隔離型LED驅動電源將是主流

隔離和非隔離LED驅動電源方案各有優缺點。

業內人士認為，ClassII將是主流，因為它簡化了LED散熱問題。ClassI或II系統依賴接地系統，在大多數情況下，跟安裝地點很有關系。

ClassII較常見，它要求雙級或加強型隔離，也即需要變壓器磁性繞組、絕緣帶和物理隔絕。ClassI系統要求一個接地外殼和（或）機械障礙，而這時ClassII系統不需要的。

有好幾個趨勢正在推動LED照明市場的發展。首先是高亮度LED效率的不斷改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驅動電源的不斷涌現，其次是全球立法禁止白熾燈照明（由于其低效率）和CFL節能燈的逐步淡出（如果打破的話，它會流出對環境有害的水銀）。

這些因素綜合起來正使得LED照明成為一個長期的發展趨勢。

當然，低系統成本（包括LED、熱管理系統和LED驅動器）永遠是消費者廣泛采用LED通用照明的推動力。

事實上，在很多LED照明產品中，失效是一個常見現象，大多數是因為電源的失效，而不是LED的失效。在設計層面上，必須變成系統熱設計的專家。

LED提供高效率，但它們也比白熾燈或節能燈產生更多的傳導熱量。

由于許多LED照明應用封閉在一個很小的空間里，很難用通風的辦法來散熱。

如果沒有仔細的熱設計，LED和電源驅動電路很容易因為高溫而退化或永久失效。

電路介紹

直通電路

半橋和全橋是開關電源常用的拓撲結構，“直通”對其有很大的威脅，直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時間內同時導通的現象。

在換流期，開關電源易受干擾而造成直通，過大的直通電流會損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現直通現象，須盡快檢測到并立即關斷驅動，以避免開關器件的PN結積累過大的熱量而燒壞。

過流電路

當出現負載短路、過載或者控制電路失效等意外情況時，會引起流過開關管的電流過大，使管子功耗增大、發熱，若沒有過流保護裝置，大功率開關管就可能損壞； 調節電路失效還可能導致LED過流損壞。

過流保護一般通過取樣電阻或霍爾傳感器等來檢測、比較，從而實現保護，但它們都有體積大和成本高的缺點。

過沖電路

穩流型開關電源在開機和關機時容易造成電流過沖，LED之類的負載對ms級的電流過沖都是不允許的，瞬間大電流的沖擊有可能損壞LED器件。

過壓電路

穩流型電源若負載發生斷路，電流檢測電阻兩端的電壓下降到零，一旦給定值不為零，調節器會使得輸出電壓急劇飆升至最大值，這對負載連接接觸不良時是很危險的。

對LED、半導體制冷等負載來說，過壓發生時，首要任務是保護負載，其次是保護開關功率管。

為解決以上問題，有兩種保護方法同時使用，一是放置雙向TVS來實現對瞬間沖擊電壓的防護。

辨別

1、驅動芯片：IC

驅動電源的核心就是IC，IC的好壞直接影響整個電源。

大廠的驅動IC，都是尋找大型的封裝廠來封裝的；而小廠的驅動IC技術是直接抄大廠的驅動設計方案找小型的封裝廠來封裝，無法正常保障整批IC的一致性和穩定性，從而導致驅動電源在使用一段時間后莫名其妙的失效。

所以LED電源上的IC，拒絕打磨，以便燈具廠家了解IC方案和核算驅動的成本，做到合理的價格采購電源產品。

2、變壓器

控制芯片可視為電源的大腦中樞，而決定功率、耐溫等是變壓器。

變壓器負責完成“交流電-磁能-直流電”，能量超載就會飽和炸機。

組成變壓器的核心是磁芯和線包。

磁芯品質是變壓器的核心，但是如同瓷器一般，極難辨別。

簡易的外觀辨別為：外觀脆、密、亮，同時背面打磨氣孔者為上品。

線包是由銅線繞組而成，使用銅線的品質是影響變壓器的壽命的關鍵。

同樣長度的銅包鋁線材是純銅線的1/4價格，由于成本壓力導致的，往往變壓器生產廠家就會參雜著銅包鋁的線包的變壓器在里面。

從而導致變壓器溫度升高的時候燒毀失效，導致電源和整燈失效。所以很多的燈具，特別的內置電源的燈具，往往會出貨6個月左右出現炸機現象。

而怎么辨別這個銅線是純銅線還是銅包鋁呢？使用打火機點燃一下，快速燒斷即為銅包鋁。

也還可以測量線圈阻值來辨識。

3、電解電容和貼片陶瓷電容

其實輸出電容的壽命對電源的壽命影響很大。

輸出端有高達每秒6萬次的開關頻率，導致電容的寄生電阻發熱加大，產生類似水垢的物質，最后電解液升溫、爆漿。

推薦輸出電解電容：采用LED專用電解，一般型號以L開頭。

陶瓷電容：材質分為X7R，X5R和Y5V，而Y5V的實際容值僅能達到實際的1/10，標稱容值僅指工作在0伏時。所以這個微小的貼片電阻，選項不良也會導致成本的價格差和極大縮短電源的壽命。

4、電源產品的電路設計和焊接工藝

設計優劣的判別：拋開專業的角度，可以通過一些直觀的辦法來分辨，如元件布局整齊、大方、有序、焊點亮凈挺拔。

焊接工藝：手工焊接與波峰焊工藝，眾所周知，機械化生產的波峰焊工藝品質肯定是好于手工焊接。辨別辦法：背面是否有紅膠。（錫膏工藝+焊接治具也可實現波峰焊，但是治具成本高）。

貼片的焊點檢測儀器：AOI。

該設備可以檢測出貼片過程中的虛焊、假焊、漏焊現象。

燈具在使用一段時間出現閃燈現象，基本上都是由于電源或者燈珠虛焊導致的。

而這個產品的虛焊檢測，是極難通過老化檢測的出來的，所以就必須依靠AOI來檢測電源的貼片品質了。

5、電源產品的批量檢測老化架和高溫老化房

物料和生產工藝控制的再好的電源產品，還是需要檢測老化的。

因為電子元器件和變壓器的來料檢測是很難管控的。

只有通過整個批次的電源的老化和高溫房的高溫抽檢，來檢測這個批次電源的品質穩定性和物料是否有安全隱患。

大批量高溫抽檢的作用：電源的失效是在千分之1至百分之1之間，只有數千只的高溫老化才會發現這類失效。

高溫房可模擬電源工作的惡劣環境，在加嚴條件下的抽檢，可發現批量性問題，如設計不合理、原材料不良、推演燈具內的失效、高壓開關沖擊等。

常溫長時間老化：篩選出虛焊、漏焊、碰撞等隨機失效，濾除元件的早期失效，有效降低成品失效率（百分之一降至千分之一）。

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