LEDパワードライバーの設計方法

今日の生活では、LEDはエネルギーを節約するために広く使用されています。 そして、私たちが知っているように、LEDの寿命に直接影響するパワードライバーが必要です。 そのため、LED電源設計者にとって、LED電源ドライバをいかにうまく作成するかが最も重要になります。

1.パワードライバーはLEDの生命に直接影響を与えます
LEDパワードライバには、デジタル駆動とアナログ駆動の50,000種類があります。デジタル駆動は、デジタル調光制御、RGBフルカラー変更などを含むデジタル回路駆動を意味します。 アナログ駆動とは、AC定電流スイッチング電源、DC定電流制御回路などのアナログ回路駆動を意味します。 ドライバ回路には、半導体素子、抵抗、コンデンサ、インダクタなどが含まれます。これらのコンポーネントには耐用年数があり、いずれかが故障すると回路機能の全体または一部が故障します。 LEDの寿命は約100,000〜50,000時間です。 2時間と連続点灯の場合、寿命は約3年です。 スイッチング電源の寿命を6年にすることは困難です。 通常、市場では4〜6年です。 最大XNUMX年間の電源寿命は最高レベルであり、価格は通常のものよりXNUMX〜XNUMX倍高く、一般的な照明工場では受け入れがたいものです。 そのため、LEDランプは主に電源ドライバ回路で故障します。

2.熱放散
LEDは冷光源であり、その動作接合部温度は制限を超えることはできないため、設計のためのマージンを残す必要があります。 ランプを設計するには、外観、簡単な取り付け、光の分布、熱などを考慮し、これらすべての要素のバランスを取り、最高の照明器具を作る必要があります。 LEDランプの開発時間は、経験を学ぶのに十分な長さではありません。 多くのデザインは時間とともに絶えず改善されています。 一部のLEDメーカーは他社から電源を購入するため、照明設計者は電源についてあまり知りません。 それらは、LEDの熱放散のために大きなスペースを残しましたが、電源のために小さくしました。 一般的に、設計後にランプに合う電源を見つけますが、適切なものを見つけることも難しくなります。

たとえば、ランプ内部に小さなスペースがあるか、内部温度がかなり高いために頻繁に発生しますが、製造業者は、電源のマッチングには低すぎるようにコストを制御しています。 しかし、一部のLEDメーカーは、電源を研究開発する能力を備えています。 上記の問題を解決するために、彼らはランプ設計の最初に最初に評価し、同時に電源を設計します。 設計中、LEDランプと電源の両方の熱放散を考慮して、ランプ全体の温度上昇を制御し、より良いランプを設計する必要があります。

3.電源設計
a。 電源設計。 LEDの発光効率は高いですが、それでも80-85％の熱損失があり、ランプ内部の温度が20-30（$ 10.6626）度上昇します。 室温が25度の場合、ランプの内部は45〜55度です。 電源が高温環境で長時間動作する必要がある場合、LEDの寿命を確保するために電源マージンを1.5〜2倍に増やす必要があります。

b。 コンポーネントの選択。 ランプの内部温度が45〜55度の場合、電源内部の温度は約20度上昇するため、コンポーネントの近くの温度は65〜75度に達するはずです。 一部のコンポーネントのパラメータは、高温では不正確になり、寿命も短くなります。 そのため、特に電解コンデンサとワイヤの場合、高温で長時間動作できるコンポーネントを選択する必要があります。

c。 パフォーマンス設計。 設計スイッチング電源のLEDパラメーターは、主に定電流です。 現在の値によってLEDの明るさが決まります。 現在の誤差が大きい場合、光のバッチ全体の輝度は均一です。 また、温度の変化も出力電流の誤差を引き起こす可能性があります。 一般的に、光の均一な輝度を確保するために、バッチエラーは+/- 5％以内に制御する必要があります。 LEDの順方向電圧にはある程度のバイアスがあります。 電源の定電流電圧範囲設計には、LED電圧範囲を含める必要があります。 複数のLEDをタンデムで使用する場合、最小圧力降下にタンデム数を乗じて下限電圧を取得し、最大電圧降下にタンデム数を乗じて上限電圧を取得できます。 また、電源の定電流電圧範囲は、この範囲よりわずかに広い場合があります。一般に、上限と下限に1〜2Vのマージンがあります。

d。 PCBデザイン。 LED照明が電源に残すスペースは小さいため（外部電源を除く）、PCB設計の要件が高くなり、考慮すべき要素が多くなります。 安全距離は十分でなければなりません。 絶縁された入力と出力を必要とする電源、その耐電圧は、一次回路と二次回路に1500-2000VACを必要とし、PCB上に少なくとも3MMの距離を残してください。 ランプのシェルが金属製の場合、高圧部品とPCB全体のハウジングの安全距離も考慮する必要があります。 安全な距離を確保するのに十分なスペースがない場合は、PCBのパンチ穴、断熱紙の追加、断熱接着剤のポッティングなど、断熱を確保するために他の手段を使用する必要があります。さらに、PCBの熱バランスも考慮する必要があります。 温度上昇を部分的に回避するために、加熱コンポーネントは集中的にではなく均等に配置する必要があります。 電解コンデンサは、老化を遅らせ、寿命を延ばすために、熱から遠ざけてください。

e。 テスト標準。 LED パワードライバーのテスト基準は次のとおりです。 IEC 62384:2006 (LED モジュール用の DC または AC 供給の電子制御装置 - 性能要件)。 AC、DC入出力特性、DC出力起動特性、高調波試験などを測定します。テスト中、電源の電圧と周波数は精度 ±0.5% で安定しており、全高調波は 3% を超えてはいけないことが示されています。高調波成分は、各成分の実効値の合計として定義されます。基本波は100%です。

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