知道嗎？LED驅動電源：安全設計不可省！

文章來源:恒光電器

發(fā)布時間:2015-12-14

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在全球節(jié)能減碳熱潮下，以半導體科技為基礎的LED照明應用，是在日常照明應用中最熱門的節(jié)能方案，因為LED照明具備體積小、亮度高，可隨著設置條件做出創(chuàng)意照明燈具造型，但隨著LED組件的發(fā)光亮度、驅動功率提升，也需加強驅動電路的保護設計。

據(jù)Forbes預測，LED照明應用市場將在未來5年持續(xù)成長，直至2020年LED市場全球占有率將有望達到70%以上，也因為環(huán)保概念抬頭，CCC認證，全球各地重點城市相繼導入LED替代傳統(tǒng)的公眾照明應用，像是英國倫敦即宣布，至2016年將完成街道現(xiàn)代燈具改善計劃，該計劃將導入35萬盞城市路燈改用LED照明燈具。

LED發(fā)光組件單顆料件的發(fā)光亮度、驅動功率大幅提升，雖然提升照明效果，CE認證，但也增加驅動電源設計的復雜度。一般室內用的LED驅動電源模塊，已有內建基本電源防護設計，可提升照明應用使用安全性。

LED照明應用愈加普及 驅動電源設計安全不可省

LED照明應用越來越普及，酒店led照明，隨著LED照明應用產品升級，LED在單位亮度、功率也就越來越高，隨之而來除了LED芯片運作時散熱需求外，驅動高亮度LED需要的高電流驅動電路設計，CE認證，因為燈具產品動輒連續(xù)使用照明超過8小時，驅動電路的安全性就更加重要。

在室內用照明應用，以裝飾應用最常見的標準型LED嵌燈，驅動功率從8W~15W不等，雖室內用途的燈具仍屬于小功率驅動，電源電路除常規(guī)安全設計外，星級酒店照明燈具，因為這類裝飾用燈具多裝設于密閉的木型家具中，除電源電路的過載、短路防護設計外，也需要針對燈具高溫狀態(tài)下的斷電保護，避免燈具出現(xiàn)故障、高熱時，電源電路仍源源不絕地輸送驅動電力，導致問題加劇。

COB組件封裝 改善LED照明光形、簡化驅動設計

部分較大尺寸的崁燈產品，驅動功率可以高達20W以上，LED球泡燈，一般這類高亮度的嵌燈，通常是用來作為大空間的主要照明燈具，這類燈具產品的特色就是需要單一燈具有極高的亮度表現(xiàn)，店鋪照明，透過一定數(shù)量的主燈搭配足夠的環(huán)境照明應用。這類功能性明確的燈具，通常不會用太復雜的設計，一般會使用COB(Chip On Board)封裝的高亮度LED組件，獲取高亮度照明、簡化線路設計、優(yōu)化成本架構優(yōu)勢。

但單組發(fā)光組件就要以高達20W電源進行驅動，對于小型化、成本優(yōu)化為首要設計方針的LED照明并不容易，實際裝設不能用低輸出功率的驅動電源模塊直接連接驅動使用，以避免驅動電路產生過載故障。另一個重點是，這類室內主要照明應用，LED電源驅動一般會要求單一燈具搭配一套電源驅動電路，采用驅動電路分散配置不僅可讓電源驅動電路更精簡，也不會因為連接過多燈具導致驅動電路過載問題。

電源安全設計可保護LED組件 避免驅動問題受損

在一般LED驅動電源設計中，國際資訊，常見的保護組件有保險絲、壓敏電阻、與壓敏電阻器搭配組合的防雷突波保護器與瞬態(tài)電壓抑制器(Transient Voltage Suppressors；TVS)等保護組件，而在驅動電路透過保護設計， led質量，LED發(fā)光組件畢竟是半導體材料，辦公照明，本身就對電壓/電流瞬態(tài)反應較敏感，供應電源若出現(xiàn)大幅變動，將導致發(fā)光組件被高電流打穿或燒毀，透過保護電路技術可在發(fā)生電源瞬態(tài)變動時快速斷電或是旁路，避免LED發(fā)光組件受損。

相較室內用LED照明燈具，室外用的LED照明應用相關驅動電路的設計要求就明顯高更多。因為戶外用LED照明燈具，可能是建筑外墻照明、造景設計照明、或是路燈/指示燈具照明應用，常見會采用直接連接市電電網(wǎng)的方式進行驅動。基于戶外照明需求，因為照明燈具設置高度更高，照明區(qū)塊可能設置在廣闊的街廓或是公園，燈具的亮度要求會更高。

室外LED照明燈具要求高 環(huán)境影響更加嚴峻

室外照明燈具(隧道、公路、交通訊號燈、停車場和車庫等照明環(huán)境)不僅單位燈具的亮度超過室內應用的數(shù)倍，其驅動電源的功率也會是室內照明的好幾倍水平，對于驅動電路的安全設計要求更高，甚至是室外公眾區(qū)域照明燈具的設置條件，大多屬于室外環(huán)境，行業(yè)資訊，燈具與驅動電路還須受到風吹、日曬、雨淋等環(huán)境影響，長時間高溫/低溫轉換也會考驗驅動電路電子零件、硬件的耐用度，高功率與惡劣使用環(huán)境，都是室外照明使用安全設計必須克服的問題點。

除了功能性較高的戶外照明應用外，另一個戶外照明應用領域，即以LED照明進行裝飾性、情境氣氛營造的設計應用，例如針對裝飾性應用的噴泉照明燈、泳池照明燈、花園與雕塑的景觀輔助光源，這些燈具使用環(huán)境的嚴苛程度，并不亞于一般戶外照明應用LED燈具，以泳池、噴泉的造景燈具，LED燈具必須搭配防水不銹鋼桶燈燈體，將LED發(fā)光組件、驅動電路包裹在不銹鋼桶燈燈座之中，燈具內的散熱主要透過燈體發(fā)散，線路的安全設計除一般戶外燈具要求外，另必須針對可能的池水入侵燈具問題，強化驅動電路的短路安全設計。

LED燈具能快速普及，主要是照明用的LED組件在功能上持續(xù)不斷優(yōu)化，讓照明應用功能更接近用戶需求，其中LED組件應用COB(Chip On Board)封裝技術，可以說是LED燈具應用更趨實用的重要關鍵。COB封裝為將單個、或多顆LED發(fā)光晶粒，利用封裝技術直接封裝于印刷電路板(Printed CircuitBoard；PCB)上，COB封裝型式跟一般采用表面黏著(Surface Mounted Device；SMD)設計組件加工以支架打件在燈具基板上的設計大不相同，因為COB封裝可以直接將LED發(fā)光產生的熱、透過接觸引導至下方基板散出，透過基板加強散熱處理，而平面化設置、大量的LED組件也可形成類似傳統(tǒng)燈具的面光源照明效果。

新一代的LED照明燈具，可透過COB技術讓新時代的LED燈具達到更接近傳統(tǒng)白熾燈、鹵素燈或是氣體放電燈具才有的照明效果，同時，LED射燈，驅動LED照明燈具，只需要以更低的電力驅動，就能產生這些傳統(tǒng)燈具的照明效用，透過COB設計的發(fā)光組件模塊，不僅散熱加強(省掉更多燈具主動散熱設計需求)，透過多組件封裝，也能簡化驅動電路的設計復雜度(因為只需要驅動單一組件)。

室外燈具應用 宜強化落雷/防突波保護設計