LED照明驱动电源技术工艺发展分析

第一节 LED照明驱动电源基本生产技术

1、电压变换技术电压变换技术电压变换技术电压变换技术

电源是影响LED光源可靠性和适应性的一个重要组成部分必须作重点考虑。目前我国的市电是220V的交流电，而LED光源属半导体光源，通常是用直流低电压供电，这就要求在这些灯具中或外部设置AC-DC转换电路，以适应LED电流驱动的特征。目前电源选择的途径有开关电源、高频电源、电容降压后整流电源等多种，根据电流稳定性，瞬态过冲以及安全性、可靠性的不同要求作不同选择。

2、电源与驱动电路的寿命与成本电源与驱动电路的寿命与成本电源与驱动电路的寿命与成本电源与驱动电路的寿命与成本    LED寿命方面，虽然单颗LED本身的寿命长达10万小时，但其应用时必须搭配电源转换电路，故LED照明器具整体寿命必须从光电整合应用加以考虑。但对照明用LED,为达到匹配要求，电源与驱动电路的寿命必须超过10万小时，使其不再成为半导体照明系统的瓶颈因素。在考虑长寿命的同时又不能增加太多的成本，电源与驱动电路的寿命与成本的通常不宜超过照明系统总成本的三分之一，在半导体照明灯具产品发展的初期，必须平衡好电源与驱动电路的寿命与成本的关系。

3、驱动程序的可编程技术驱动程序的可编程技术驱动程序的可编程技术驱动程序的可编程技术   

LED用作光源一个显著的特点就是在低驱动电流条件下仍能维持其流明效率，同时对于R.G.B.多晶型混光而形成白光来说，通过开发一种针对LED的数字RGB混合控制系统，使用户能够在很大范围内对LED的亮度，颜色和色调进行任意调节，给人以一种全新的视觉享受。在城市景观亮化应用方面，LED光源可在微处理器控制下可以按不同模式加以变化，形成夜晚的多姿百态的动态效果，在这方面将体现LED相对于其它光源所具有的独特的竞争优势。

4、电源与驱动电路的效率电源与驱动电路的效率电源与驱动电路的效率电源与驱动电路的效率  

LED电源与驱动电路，既要有一定的供LED所需的接近恒流的正向电流输出，又要有较高的转换效率，电光转化效率是半导体照明的一个重要因素，否则就会失去LED节能的优点，目前商业化的开关电源其效率约为80%左右，作为半导体照明用电源，其转换效率仍须进一步提升。

第二节 LED照明驱动电源新技术研发、应用情况

第十七届广州国际照明展上作为LED电源制造商天宝集团展示了最新的三大新技术驱动电源产品。

 首先是智能型LED调光电源，该产品采用DSP数字化控制技术，可实现“五合一”的多路输出（4路）数字化控制策略，实现外接Zigbee通信模块与GPRS系统组网进行无线智能控制，并可通过调整交流与直流输入电压来进行调光控制模式。可应用于装饰性照明、室内外照明、舞台灯及剧场灯光、嵌入式照明及LED显示屏等各种LED 照明。同时在道路运输照明、温室植物栽培上能得体现出崭新的科学作用，提升节能效率，是良好的绿色环保型产品。

另外的产品之一是创意LED驱动控制器，该产品在未来家居生活及工程装饰应用方面可谓意义深远。该产品电源控制器与灯管相分离，改变了传统LED灯管设计，非常易于更换维护。该款产品还可以实现0-100%调光，不受元件发热限制，不因LED电源的寿命而影响整个灯具的使用寿命。功能多样下，更显方便快捷及经济实用性。天宝集团表示，此产品将于本年内与消费者见面，相信随着技术的发展，此款产品将会改变室内照明原有格局，让生活更加便利。

最后一款产品是超薄户外LED驱动电源，该产品高度只有21毫米，单价极具竞争力、拥有高功率、防水、高效散热的特点，大大的提高了使用寿命。采有的V1输出补偿设计更是有效提高LED的可靠性。

第三节 LED照明驱动电源国外技术发展现状

2009年11月18日UL发布的第一版UL870为业界提供了一个的用于LED发光器件为光源的灯具安规标准。在UL8750中规定电源模块(Power suplies)或驱动器(LED Drivers)可选择使用满足UL1310的CLASS 2电源、满足信息技术类安全UL60950-1要求的电源和除了UL1012标准规定以外的CLASS 2电源，在LED光源灯具的电气结构评估时对CALSS 2电源和LVLE电路可豁免较多的电气测试项目。虽欧盟到目前为止未制定一套针对LED光源灯具产品的安全标准，但欧盟一些国家(法国、丹麦等)已开始要求使用满足CLASS 2电源的LED道路照明灯具。国内LED户外照明灯具虽有UL认证，但基本上使用UL60950标准认证的电源，随着LED半导体行业的的深入发展，LED光源产品使用CLASS 2的电源驱动是将来的发展趋势。

LED灯具安全标准UL8750定义的Class 2电源(Class 2 Power Source)是指符合UL1310标准(UL1310是包含在室内和户外使用的CLASS 2电源单元的安全标准要求)要求的隔离电源供电，或符合UL5085-3的要求的低压Class 2和Class 3变压器供电的电路。UL1310定义CLASS 2电源单元(CLASS 2 POWER UNITS)为：与国际电码ANSI/NFPA70一致的，连接到15A或20A的120-240Vac分支电路中与少于150V接地，采用绝缘隔离变压器的提供直流和交流电能源，预期用于提供能源予低压、用电操作的装置。且CLASS 2电源是有限制输出电压和能源容量的设备，在任何情况的输出负载下，输入的电源不超过660W。UL1310对CLASS 2电源的装配机械结构、性能测试要求及产品标示等方面进行了规定，以下针对CLASS 2电源主要的电气性能要求及测试规范进行解析，为LED光源灯具用电源模块的UL认证提供相关参考。

第四节 LED照明驱动电源技术开发难点分析

首先是驱动电路整体寿命，尤其是关键器件如电容在高温下的寿命直接影响到电源的寿命。其次是LED驱动器应挑战更高的转换效率，尤其是在驱动大功率LED时更是如此，因为所有未作为光输出的功率都作为热量耗散，电源转换效率的过低，影响了LED节能效果的发挥。第三，以大调光比高效率地对LED调光，同时能够保证在高和低亮度时颜色特性恒定。同时要降低成本，目前在功率较小(1～5W)的应用场合，恒流驱动电源成本所占的比重已经接近1/3，已经接近了光源的成本，一定程度上影响了市场推广。

第五节 LED照明驱动电源未来技术发展趋势

1、针对LED的特点开发一系列恒压恒流控制电子电路，利用积体电路技术将每颗LED的输入电流控制在最佳电流值，使得LED能获得稳定的电流，并产生最高的输出光通量。LED驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制LED电流的大小。

2、LED驱动电路具有智慧控制功能，使LED的负载电流能够在各种因素的影响下都能控制在预先设计的水准上。当负载电流因各种因素而产生变化时，初级控制IC可以通过控制开关使负载电流回到初始设计值上。

3、在控制电路电路设计方面，要向集中控制，标准模组化，系统可扩展性三方面发展。

4、在目前LED光效和光通量有限的情况下，充分发挥LED色彩多样性的特点，开发变色LED灯饰的控制电路。

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