淺析:LED照明電源中幾個核心設計難題
上傳人:鄭宗前(高級應用工程經理) 上傳時間: 2011-03-11 瀏覽次數: 282 |
設計問題:
Ⅰ、電解電容壽命與LED不相匹配的問題
Ⅱ、LED燈閃爍的常見原因與處理辦法
Ⅲ、PWM 調光對LED的壽命有何影響
Ⅳ、利用TRIAC調光調控LED亮度的潛在問題
在LED照明電源設計中,存在以下幾個設計難題:電解電容壽命與LED不相匹配、LED燈閃爍的常見原因與處理辦法、PWM 調光對LED的壽命有何影響、利用TRIAC調光調控LED亮度的潛在問題。安森美半導體高級應用工程經理鄭宗前在文中針對這些問題的發生原因和解決方法展開論述。
電解電容壽命與LED不相匹配的問題
LED照明的一個重要的考慮因素,就是LED驅動電路與LED本身的工作壽命應該能夠相提并論。雖然影響驅動電路可靠性的因素有很多,但其中電解電容對總體可靠性有至關重要的影響。為了延長系統工作壽命,需要有針對性地分析應用中的電容,并選擇恰當的電解電容。
實際上,電解電容的有效工作壽命在很大程度上受環境溫度及由作用在內部阻抗上的紋波電流導致的內部溫升影響。電解電容制造商提供的電解電容額定壽命是根據暴露在最高額定溫度環境及施加最大額定紋波電流條件下得出的。在105°C時典型電容額定壽命可能是5,000小時,電容所實際遭受的工作應力相比額定電平越低,有效工作壽命也就越長。因此,一方面,選擇額定工作壽命長及能夠承受高額定工作溫度的電解電容當然能夠延長工作壽命。另一方面,根據實際的應力和工作溫度,仍然可以選擇較低額定工作溫度和額定壽命的電容,從而提供更低成本的解決方案;換個角度說,在設計中考慮保持適當的應力和工作溫度,可以有效地延長電解電容的工作壽命,使其更能與LED壽命相匹配。
舉例來說,安森美半導體符合“能源之星”固態照明標準的離線型LED驅動器GreenPoint®參考設計選擇了松下的ECA-1EM102鋁電解電容,其額定值為1000µF、25 V、850 mA、2,000小時及85°C。在假定50°C環境溫度條件下,這電容的可用壽命超過12萬小時。因此,盡力使LED驅動電路工作在適宜的溫度條件并妥善處理散熱問題,就能實現LED驅動電路與LED工作壽命的匹配問題。
總的來看,如果LED驅動電路中必須使用電解電容,那就必須努力控制電容所受的應用力及工作溫度,從而最大程度延長電容工作壽命,以期與LED壽命匹配;另一方面,設計人員也應該盡可能地避免使用電解電容。
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