LED灯电源设计十大关键
发布日期：2015-09-09
前言
LED发光管就是半导体发光二极管，完全具备半导体特性。非白炽灯，节能荧光灯特性，寿命长短，结温与本身工作电流有直接关系，电流大小与电压是非线性关系，
LED灯应是恒流源才能保证整灯寿命，光衰。电流的大小因
LED特性不同而不同。这是
LED工程师在设计中要注意事项。
1、LED灯电源为什么一定要恒流的呢/
LED半导体材料的特性决定其受环境影响较大，譬如温度变化升高，
LED的电流会增加，电压的增加，
LED的电流也会增加。长期超过额定电流工作，会大大缩短
LED的灯珠使用寿命。而
LED恒流就是在温度和电压等环境因素变化时，确保其工作电流值不变。
2、LED灯电源要怎样才可以做到与灯珠板匹配？
一些客户先设计好灯板，再找电源，发现很难有合适的电源，要么电流太大，电压太小（如
7X1WI＞
350mA,或
V＜
20V）；要么电流太小，电压太高（如
I＜
200mA或
V＞
25V），造成的结果是发热严重，效率低，或者输入电压范围不够。其实，选择一个最优良的串并接方式，加在每个
LED上的电压电流是一样的，而电源的效果却能发挥最好的性能。最好的方式是先和电源厂商沟通，量身定做。或自已生产电源。
3、LED灯电源的工作电流是多少才是最合适
例如
LED的额定工作电流
350毫安，有的工厂一开始就用到尽，设计
350毫安，实际上此电流下工作发热很严重，经多次对比试验，设计成
320毫安是比较理想的。尽量减少发热量，让更多的电能变成可见光能。
4、LED灯电源的工作电压
一般
LED的推荐工作电压是
3.0-3.5V，经测试，大部分工作在
3.2V，所以按
3.2V计算式比较合理的。
N个灯珠串联的总电压
=3.2* N
5、LED灯板的串并联与宽电压要多宽呢？
要使
LED灯工作在输入电压范围比较宽的范围
AC85-265V，则灯板的
LED串并联方式很重要。尽量不使用宽电压，能分成
AC220V，
AC110V尽可能分类，这样才能确保电源可靠性。由于目前的电源一般为非隔离的降压式恒流电源，在要求电压
110V时，输出电压不要超过
70V，串联数不超过
23串。输入电压
220V时输出电压可以到达
156V的。也就是说，串联数不超过
45串。并联数不要太多，否则工作电流太大，电源发热严重。还有一种宽电压方案，
APFC有源功率补偿就是先用
L6561/7527 把电压抬高到
400V，然后再降压，相当于两个开关电源。这方案在特定条件下才用的。
6、LED的串并联与PFC功率因素
隔离式输入
AC220V高压端电解电容容量一般以输入功率
1W=1UF，
AC110V1W=2UF目前市场上的电源
PFC有三种情况：一种是不带
PFC无功率因数补偿专用电路的，其
PF值一般在
0.65左右；二种是无源功率因数补偿
PFC电路的，也就是无源功率因数补偿灯，也叫逐流电路板是目前使用最广可靠性最好，
PF值一般在
0.92左右；还用三种是用有源主动式
7527/6561电路做的，也就是有源功率因数补偿，称为
APFC电路中
AC220V，
AC110V可以用同容量的电解电容，选用
1W=1.5UF。
PF值可以达到
0.99，但这个方案的成本比第二种方案贵一倍可靠性略差。所以第二种方案用的较多。对于无源式
PFC电路：也叫做填谷式
PFC电路，其直流工作电压范围是交流输入电压峰值的一半。如输入是
220V，其峰值是
220*1.414=312V，峰值电压的一半是
156V，在非隔离式基础上输出波为上半波没有下半波
所以
LED灯珠串联数最多
45串以下为宜。因此，要想得到比较大的功率因素，灯珠的串联数不能太少，否则就达不到最佳工作状态，在隔离式电源上串联数量多少与副绕组匝数多少有关，必须要做到的电源功率要满足输出功率。电子元件在额定电压工作范围内工作电流越小发热越底寿命越长，反之寿命就会越短。
LED灯珠对交流份量很敏感，交流份量越高光线舒适度就越差。一般要用电解电容来维持电压，尽可能减少输出端电压交流份量，底压端电解电容容量不能太小，容量与输出电流比例为
1UF＜
1.5MA否则
LED会出现闪烁。非隔离式输入端高压电解电容选择与隔离式相同，输出端电容选择
1UF＜
6MA。调光
LED电源在输出端电解电容要满足
1UF＜
0.5MA。
7、LED灯电源恒流精度
市场上有的电源的恒流精度差，象市面上流行的推荐方案等恒流的方案，误差达到±8%，恒流误差太大。一般要求在±3%就可以了。按
3%的设计方案。生产电源要进行微调才能达到±3%误差。
8、 隔离/非隔离
一般隔离电源如做成
15W，放在
LED灯管内，其变压器体积很大，很难放进去。主要看空间结构视具体情况而定，隔离的一般只能做到
15W,超过
15W的很少，并且价格很贵。所以，隔离的性价比不高，一般是非隔离的占主流较多，体积可以做得更小，最小可以做到高
8毫米，实际上，非隔离的安全措施做好了，是不存在问题的。空间允许的也可以做隔离电源。
9、LED灯电源效率
输入功率减去输出功率值 ，这个参数尤为重要
,值越大效率就越低，就意味着输入功率有很大一部分转化为热量散发出来
;如果是装在灯内就会产生一个很高的温度
,再加上我们
LED的一个光效比所散发热量
,就会叠加产生更高的温度
.而我们的电源内部所有电子零件的寿命都会随温度的上升而缩短
.所以说效率是决定电源寿命最根本的因数，效率不能太低，否则消耗在电源上的热量太大。非隔离式效率高于隔离式，一般在
80%以上就可以了，不过，效率与灯板的匹配接法有关。
10、
LED灯
散热
散热方案主要因素是
LED灯珠在不过热条件下使用能大大延长寿命，一般用铝合金，更易于散热。也就是
LED灯珠贴在铝基板上，外部尽量扩大散热面积。
总结；LED灯珠与电源必需匹配，才能确保整长寿命
