LED 是一種固態冷光源，是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電燈之後的第四代光源。它具有以下特點：

①發光效率高，能量消耗低。由於LED 的光譜幾乎全部集中於可見光區域
，效率可達到80% ~ 90%,大功率LED 照明的耗電量僅為相同亮度白熾燈的10% ~20%.

②安全，環保。大功率LED 的工作電壓為3 ~4 V 的直流電，因而沒有電磁幹擾。LED 產生的廢棄物可回收，無汙染
，可以安全觸摸，屬於典型的綠色照明光源。

③壽命長，可靠性高，LED 的平均壽命長達50 000 h,大功率照明LED 以其特殊的電子結構保證其工作時有良好的穩定性和可靠性，甚至在水下也能長時間穩定地工作。而且它沒有傳統燈泡的鎢絲、玻璃殼等易損部件，維護費用低廉。LED 的工作溫度範圍也很寬
，在-40 ℃ ~85 ℃之間均能正常工作。

④單色性能好

，色彩豐富。光色純
，光線質量高，單一顏色LED 的光譜狹窄，譜線單一，集中在可見光波段。

⑤體積小，重量輕，可以靈活地排列搭配使用。

⑥響應時間短
，LED 的響應時間隻有數十納秒。

99%以上的燈故障都是由於驅動電源引起的，LED 的壽命長達50 000 h,但與之配套的驅動電源的壽命僅為10 000 h.所以LED 燈照明裝置能否應用推廣的關鍵環節之一是其驅動電源問題，本文就提高大功率（ 100 ~ 200 W） 驅動電源的可靠性從如下兩大方麵進行了探討。

1 防水及降溫處理

大功率LED dengyibananzhuangzaishiwai
，fengchuiyulinzirannanmian，zuohaofangshuigongzuoshiguanjiansuozai。muqiandajiatongyongdefangshishiguanjiao

，erjiaodaorexishudechayizhijieyingxiangdianyuandesanrexiaoguo，zuizhongyingxiangshouming。

（ 1） 選(xuan)擇(ze)符(fu)合(he)高(gao)耐(nai)寒(han)要(yao)求(qiu)的(de)膠(jiao)，防(fang)止(zhi)在(zai)超(chao)低(di)溫(wen)下(xia)膠(jiao)體(ti)開(kai)裂(lie)等(deng)失(shi)效(xiao)現(xian)象(xiang)
，要(yao)考(kao)慮(lv)灌(guan)注(zhu)膠(jiao)溫(wen)度(du)對(dui)器(qi)件(jian)性(xing)能(neng)的(de)影(ying)響(xiang)
，不(bu)能(neng)選(xuan)用(yong)灌(guan)注(zhu)溫(wen)度(du)過(guo)高(gao)的(de)膠(jiao)，灌(guan)注(zhu)溫(wen)度(du)應(ying)低(di)於(yu)150 ℃，選用- 40 ~ + 150 ℃的高品質膠。

（ 2） 膠體的電氣絕緣性能等級要符合要求。

（ 3） guanjiaodaorexishuduiqudongdianyuansanreyingxiangqingkuang
，youyudianyuandeketijiegouyijingqueding，yinciqudongdianyuandesanrezhuyaotongguojiaotichuandao
，jiangreliangchuandaodaoketi，erhoutongguoduiliusanre。biao1 是導熱係數不同的膠體的電源器件和殼體溫度情況（ 輸入電壓~ 100 V,輸出48 V/3 A,環境溫度25 ℃） .

表1 不同導熱係數的膠體對溫度的影響



通過比較可知良好的導熱係數可以降低電子器件的溫升，進而能夠提高器件使用壽命，增加LED 驅動電源的可靠性。
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（ 4） 選用具有較高阻燃性能的灌膠，如果LED 燈電源在使用時發生火災，將會造成生命和財產安全問題。

（ 5） 膠(jiao)體(ti)的(de)固(gu)化(hua)收(shou)縮(suo)率(lv)對(dui)電(dian)源(yuan)器(qi)件(jian)會(hui)產(chan)生(sheng)很(hen)大(da)影(ying)響(xiang)
，固(gu)化(hua)收(shou)縮(suo)率(lv)過(guo)大(da)的(de)膠(jiao)將(jiang)導(dao)致(zhi)元(yuan)器(qi)件(jian)連(lian)接(jie)應(ying)力(li)的(de)過(guo)大(da)，導(dao)致(zhi)器(qi)件(jian)變(bian)形(xing)甚(shen)至(zhi)損(sun)壞(huai)。因(yin)此(ci)要(yao)選(xuan)用(yong)收(shou)縮(suo)率(lv)較(jiao)小(xiao)的(de)膠(jiao)體(ti)

，通(tong)常(chang)選(xuan)用(yong)固(gu)化(hua)收(shou)縮(suo)率(lv)小(xiao)於(yu)0. 1%的膠體。

2 驅動電源電路設計

目前LED 驅qu動dong電dian源yuan存cun在zai驅qu動dong能neng力li較jiao低di

，保bao護hu功gong能neng較jiao少shao，輸shu出chu電dian壓ya電dian流liu不bu穩wen定ding，可ke靠kao性xing差cha等deng問wen題ti
，很hen難nan達da到dao要yao求qiu，根gen據ju設she計ji經jing驗yan提ti出chu了le驅qu動dong電dian源yuan硬ying件jian電dian路lu的de設she計ji方fang案an，本ben設she計ji能neng夠gou很hen好hao地di提ti高gaoLED 驅動電源的可靠性。

2. 1 總體電路設計

LED 驅動電源的總體設計如圖1 所示。圖1 中主電路中U 為220 V 交流輸入電壓； RC,CC和DC構成RCD 電路； T 為變壓器
； S 為開關管； D 為整流二極管

； C為整流電容； RC為采樣電阻，具體電路如圖1 所示。

電路在設計時考慮到電路的可靠性，輸入端應具有隔離電路，以保護電網和用電設備的安全。輸入端設計了輸入保護電路，用來保護LED 驅(qu)動(dong)電(dian)源(yuan)在(zai)電(dian)網(wang)側(ce)產(chan)生(sheng)脈(mai)動(dong)瞬(shun)態(tai)幹(gan)擾(rao)下(xia)能(neng)夠(gou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)，並(bing)有(you)效(xiao)抑(yi)製(zhi)共(gong)模(mo)和(he)差(cha)模(mo)幹(gan)擾(rao)。為(wei)了(le)提(ti)高(gao)電(dian)路(lu)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，電(dian)路(lu)中(zhong)采(cai)用(yong)了(le)有(you)源(yuan)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)校(xiao)正(zheng)電(dian)路(lu)。為(wei)了(le)實(shi)現(xian)恒(heng)流(liu)輸(shu)出(chu)
，采(cai)用(yong)電(dian)流(liu)反(fan)饋(kui)控(kong)製(zhi)，RC采樣電阻感應輸出電流大小
，與參考點電壓進行比較，輸出信號通過光電耦合電路輸入到控製器，產生PWM 控製信號，控製變壓器的工作方式，已達到變壓器恒流輸出。


2. 2 部分電路設計

（ 1） 輸入保護電路設計

LED 大功率燈驅動電源一般用在室外，用電環境相對比較惡劣，且外界的各種幹擾容易使電源出現問題。同時，LED 燈驅動電源的故障
，也容易對電網的安全造成隱患。因此，有必要在輸入端設計保護電路，用來保護用電設備和電網的安全。

電dian路lu中zhong有you負fu溫wen度du係xi數shu熱re敏min電dian阻zu
，用yong來lai啟qi動dong過guo電dian流liu保bao護hu。通tong過guo保bao險xian絲si進jin行xing過guo電dian流liu保bao護hu。利li用yong壓ya敏min電dian阻zu來lai抑yi製zhi瞬shun變bian傳chuan導dao產chan生sheng的de幹gan擾rao
，吸xi收shou輸shu入ru端duan的de浪lang湧yong和he脈mai衝chong幹gan擾rao。電dian路lu中zhong設she有you共gong模mo與yu差cha模mo幹gan擾rao抑yi製zhi電dian路lu，用yong來lai減jian小xiaoLED 驅動電源對其他用電設備的幹擾，同時可以抑製外界用電設備對驅動電源的幹擾。

（ 2） 功率因數校正電路

將交流220 V 市電經整流後供給負載使用
，最常用的整流方式是由4 個二極管組成的整流橋將交流電變換為直流電，但是這種方法存在著一個無法避免的缺點： 由(you)二(er)極(ji)管(guan)和(he)電(dian)容(rong)組(zu)成(cheng)的(de)非(fei)線(xian)性(xing)電(dian)路(lu)會(hui)產(chan)生(sheng)大(da)量(liang)的(de)電(dian)流(liu)諧(xie)波(bo)和(he)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)，造(zao)成(cheng)電(dian)網(wang)的(de)汙(wu)染(ran)。這(zhe)種(zhong)諧(xie)波(bo)汙(wu)染(ran)不(bu)僅(jin)會(hui)使(shi)電(dian)網(wang)電(dian)壓(ya)發(fa)生(sheng)畸(ji)變(bian)，而(er)且(qie)還(hai)會(hui)造(zao)成(cheng)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)的(de)故(gu)障(zhang)和(he)損(sun)壞(huai)。另(ling)外(wai)，用(yong)電(dian)設(she)備(bei)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)越(yue)高(gao)，則(ze)有(you)功(gong)功(gong)率(lv)所(suo)占(zhan)的(de)比(bi)重(zhong)越(yue)大(da)，設(she)備(bei)就(jiu)越(yue)節(jie)能(neng)。

為了提高功率因數

，需要做兩個方麵的工作： 一方麵減小輸入電流和輸入電壓之間的相位差φ，努力使兩者同相位； 另一方麵，需要減小輸入電流的諧波含量，采取一定的方法使輸入電流的波形接近正弦波。

基於上述要求，可以采用安森美公司生產的MC33260 芯xin片pian作zuo為wei有you源yuan功gong率lv因yin數shu控kong製zhi芯xin片pian，此ci芯xin片pian隻zhi需xu要yao使shi用yong最zui少shao的de外wai部bu元yuan件jian便bian可ke以yi實shi現xian控kong製zhi要yao求qiu，可ke以yi極ji大da地di減jian小xiao電dian感gan和he功gong率lv開kai關guan的de尺chi寸cun，降jiang低di係xi統tong的de成cheng本ben且qie功gong能neng還hai能neng達da到dao要yao求qiu。電dian路lu如ru圖tu2 所示。

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（3） RCD 緩衝電路設計

為了防止開關管被峰值電壓擊穿，通常可以采用的方法有如下兩種： 一是減小漏感，二是通過設計RCD 緩(huan)衝(chong)電(dian)路(lu)吸(xi)收(shou)很(hen)高(gao)的(de)電(dian)壓(ya)尖(jian)峰(feng)能(neng)量(liang)。雖(sui)然(ran)在(zai)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)加(jia)工(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong)將(jiang)線(xian)圈(quan)纏(chan)緊(jin)並(bing)緊(jin)密(mi)地(di)包(bao)圍(wei)住(zhu)氣(qi)隙(xi)，然(ran)後(hou)將(jiang)線(xian)圈(quan)外(wai)圍(wei)包(bao)上(shang)銅(tong)箔(bo)可(ke)以(yi)有(you)效(xiao)地(di)減(jian)小(xiao)漏(lou)感(gan)
； 但變壓器漏感無法完全消失，因此需要設計RCD 電路對電壓峰值進行吸收，電路如圖3 所示。


（4） 變換電路設計

LED 路燈驅動電源所需的輸出功率較大，需要較高的轉換效率，且需要較好的調節性和較小的紋波
，由於考慮到需要將LED 照明裝置與電網隔離
，以提高安全性，所以采用單端反激式DC-DC 變換器，這種隔離式的DC-DC 變bian換huan電dian路lu的de變bian壓ya器qi不bu僅jin具ju有you隔ge離li和he變bian壓ya的de作zuo用yong，還hai具ju有you電dian感gan的de特te性xing，可ke以yi起qi到dao儲chu存cun能neng量liang的de作zuo用yong
，且qie變bian換huan器qi工gong作zuo於yu連lian續xu工gong作zuo模mo式shi。這zhe種zhong變bian換huan器qi特te別bie適shi用yong於yu功gong率lv為wei100 W ~ 200 W 之zhi間jian的de電dian源yuan，且qie輸shu出chu電dian壓ya較jiao高gao
，輸shu出chu電dian流liu較jiao小xiao的de場chang合he。這zhe種zhong工gong作zuo模mo式shi雖sui然ran會hui使shi變bian壓ya器qi副fu邊bian的de二er極ji管guan損sun耗hao較jiao大da，但dan可ke以yi減jian小xiao變bian壓ya器qi的de鐵tie芯xin損sun耗hao。變bian壓ya器qi副fu邊bian產chan生sheng的de串chuan擾rao可ke以yi采cai用yong串chuan聯lian飽bao和he電dian感gan的de方fang式shi來lai進jin行xing抑yi製zhi。

（5） PWM 控製電路設計

DC-DC 變換器的PWM 控製原理有兩種： 電壓控製型和電流控製型。考慮到穩定性問題，我們采用電流控製型PWM 控製器，即NCP1230 模塊（ 圖4） .它是一種峰值電流控製模式的PWM 控製器，具有向前極供電的功能
，在空載時關閉PFC 電路，能夠提高電源的效率。這款芯片還具有周期跳頻
，內部斜坡電壓補償
，軟啟動等一係列功能。


2. 3 電路的EMC 防護

LED dengdequdongdianyuanshouanzhuanghuanjingtiaojiandeyingxiang，henrongyishoudaodianciganrao，tebieshileijiganrao。weici，qudongdianyuanzaishejijieduanjiuyaokaolvzhegewenti，bingqieyaodadaoyidingdebiaozhun。liru


，fangleiyaoqiuyaodadaoD 級，線線之間電壓承受± 6 kV,線地之間± 6 kV,在產品試驗過程中，直流輸出範圍應與正常服務條件一致： DC 輸出電壓的波動應在± 10%以內
； 在試驗過程中或試驗結束後，驅動電源運行時不應有報警

、錯誤報警等等。

LED驅動電源的設計一直在不斷的研究和發展中，相信不久LED燈將會得到廣泛的應用。