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汇总LED照明电源设计的难点问题

导读: 在LED照明电源设计中,存在以下几个设计难题:电解电容寿命与LED不相匹配、LED灯闪烁的常见原因与处理办法、PWM 调光对LED的寿命有何影响、利用TRIAC调光调控LED亮度的潜在问题。

  在LED照明电源设计中,存在以下几个设计难题:电解电容寿命与LED不相匹配、LED灯闪烁的常见原因与处理办法、PWM 调光对LED的寿命有何影响、利用TRIAC调光调控LED亮度的潜在问题。文中针对这些问题的发生原因和解决方法展开论述。

  电解电容寿命与LED不相匹配的问题

  LED照明的一个重要的考虑因素,就是LED驱动电路与LED本身的工作寿命应该能够相提并论。虽然影响驱动电路可靠性的因素有很多,但其中电解电容对总体可靠性有至关重要的影响。为了延长系统工作寿命,需要有针对性地分析应用中的电容,并选择恰当的电解电容。

  实际上,电解电容的有效工作寿命在很大程度上受环境温度及由作用在内部阻抗上的纹波电流导致的内部温升影响。电解电容制造商提供的电解电容额定寿命是根据暴露在最高额定温度环境及施加最大额定纹波电流条件下得出的。在105°C时典型电容额定寿命可能是5,000小时,电容所实际遭受的工作应力相比额定电平越低,有效工作寿命也就越长。因此,一方面,选择额定工作寿命长及能够承受高额定工作温度的电解电容当然能够延长工作寿命。另一方面,根据实际的应力和工作温度,仍然可以选择较低额定工作温度和额定寿命的电容,从而提供更低成本的解决方案;换个角度说,在设计中考虑保持适当的应力和工作温度,可以有效地延长电解电容的工作寿命,使其更能与LED寿命相匹配。

  举例来说,安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的离线型LED驱动器GreenPoint?参考设计选择了松下的ECA-1EM102铝电解电容,其额定值为1000μF、25 V、850 mA、2,000小时及85°C。在假定50°C环境温度条件下,这电容的可用寿命超过12万小时。因此,尽力使LED驱动电路工作在适宜的温度条件并妥善处理散热问题,就能实现LED驱动电路与LED工作寿命的匹配问题。

  总的来看,如果LED驱动电路中必须使用电解电容,那就必须努力控制电容所受的应用力及工作温度,从而最大程度延长电容工作寿命,以期与LED寿命匹配;另一方面,设计人员也应该尽可能地避免使用电解电容。

  LED灯闪烁的常见原因与处理办法

  通常人眼能够感知到频率达70 Hz的光闪烁,高于这个频率则不会感知。故在LED照明应用中,如果脉冲信号出现频率低于70 Hz的低频分量,人眼就会感受到闪烁。当然,在具体应用中,有多种因素可能导致LED灯闪烁。例如,在离线式低功率LED照明应用中,一种常见的电源拓扑结构是隔离型反激拓扑结构。以安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的8 W离线型LED驱动器GreenPoint?参考设计为例,由于反激稳压器的正弦方波功率转换并未给初级偏置提供恒定能量,动态自供电(DSS)电路可能会激活并引发光闪烁。为了避免这个问题,必须使初级偏置能够在每个半周期部分放电,相应地,需要恰当选择构成这偏置电路的电容和电阻的量值。

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