簡介：LED驅(qū)動電源
LED驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器，通常情況下：LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流（即市電）、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流（如電子變壓器的輸出）等。而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。 特點(diǎn)： 根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動電源的特性要求，在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動電源時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn)： 1．高可靠性 特別像LED路燈的驅(qū)動電源，裝在高空，維修不方便，維修的花費(fèi)也大。 2．高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品，驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu)，尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降，所以LED的散熱非常重要。電源的效率高，它的耗損功率小，在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小，也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。 3．高功率因素 功率因素是電網(wǎng)對負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器，沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對電網(wǎng)的影響不大，但晚上大家點(diǎn)燈，同類負(fù)載太集中，會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源，據(jù)說不久的將來，也許會對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。 4．驅(qū)動方式 現(xiàn)在通行的有兩種：其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源，每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式，組合靈活，一路LED故障，不影響其他LED的工作，但成本會略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電，LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn)，但靈活性差，還要解決某個(gè)LED故障，不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式，在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式，在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。 5．浪涌保護(hù) LED抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外，如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng)，從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌，有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入，保護(hù)LED不被損壞的能力。 6．保護(hù)功能 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外，最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋，防止LED溫度過高。 7．防護(hù)方面 燈具外安裝型，電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮，外殼要耐曬。 8．驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配。 9．要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。 隨著LED的應(yīng)用日益廣泛，LED驅(qū)動電源的性能將越來越適合LED的要求。 分類 1、按驅(qū)動方式可分為兩大類： �。�1）恒流式: a、恒流驅(qū)動電路輸出的電流是恒定的，而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化，負(fù)載阻值小，輸出電壓就低，負(fù)載阻值越大，輸出電壓也就越高； b、恒流電路不怕負(fù)載短路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。 c、恒流驅(qū)動電路驅(qū)動LED是較為理想的，但相對而言價(jià)格較高。 d、應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值，它限制了LED的使用數(shù)量； �。�2）穩(wěn)壓式： a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后，輸出的電壓是固定的，而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化； b、穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開路，但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。 c、以穩(wěn)壓驅(qū)動電路驅(qū)動LED，每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均； d、亮度會受整流而來的電壓變化影響。 2、按電路結(jié)構(gòu)方式分類 �。�1）電阻、電容降壓方式：通過電容降壓，在閃動使用時(shí)，由于充放電的作用，通過LED的瞬間電流極大，容易損壞芯片。易受電網(wǎng)電壓波動的影響，電源效率低、可靠性低。 （2）電阻降壓方式：通過電阻降壓，受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大，不容易做成穩(wěn)壓電源，降壓電阻要消耗很大部分的能量，所以這種供電方式電源效率很低，而且系統(tǒng)的可靠也較低。 （3）常規(guī)變壓器降壓方式：電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%～60%，所以一般很少用，可靠性不高。 （4）電子變壓器降壓方式：電源效率較低，電壓范圍也不寬，一般180～240V，波紋干擾大。 （5）RCC降壓方式開關(guān)電源：穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高，一般可以做到70%～80%，應(yīng)用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù)，開關(guān)頻率不容易控制，負(fù)載電壓波紋系數(shù)也比較大，異常負(fù)載適應(yīng)性差。 �。�6）PWM控制方式開關(guān)電源：主要由四部分組成，輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下，控制電路通過被控制信號與基準(zhǔn)信號的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋，調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度，使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定（即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源）。電源效率極高，一般可以做到80%～90%，輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施，屬高可靠性電 電容在LED驅(qū)動電源中的作用詳解
不要輕視小小電容哦。他的作用很大，你看有沒有用過他的電子產(chǎn)品不。。什么地方都有如果用得不好，死得難看的，所以首先介紹電容的作用 作為無源元件之一的電容，其作用不外乎以下幾種： 1、應(yīng)用于電源電路，實(shí)現(xiàn)旁路、去藕、濾波和儲能方面電容的作用，下面分類詳述之： 1）濾波 濾波是電容的作用中很重要的一部分。幾乎所有的電源電路中都會用到。從理論上（即假設(shè)電容為純電容）說，電容越大，阻抗越小，通過的頻率也越高。但實(shí)際上超過1uF的電容大多為電解電容，有很大的電感成份，所以頻率高后反而阻抗會增大。有時(shí)會看到有一個(gè)電容量較大電解電容并聯(lián)了一個(gè)小電容，這時(shí)大電容通低頻，小電容通高頻。電容的作用就是通高阻低，通高頻阻低頻。電容越大低頻越容易通過，電容越大高頻越容易通過。具體用在濾波中,大電容(1000uF)濾低頻，小電容(20pF)濾高頻。 曾有網(wǎng)友將濾波電容 比作“水塘”。由于電容的兩端電壓不會突變，由此可知，信號頻率越高則衰減越大，可很形象的說電容像個(gè)水塘，不會因幾滴水的加入或蒸發(fā)而引起水量的變化。 它把電壓的變動轉(zhuǎn)化為電流的變化，頻率越高，峰值電流就越大，從而緩沖了電壓。濾波就是充電，放電的過程。 2）旁路 旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負(fù)載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進(jìn)行放 電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負(fù)載器件的供電電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大 電流毛刺時(shí)的電壓降。 3）去藕 去藕，又稱解藕。從電路來說，總是可以區(qū)分為驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上 升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對 于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個(gè)電池的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。將旁路電容和去藕電容結(jié)合起來將更容易理解。旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防 途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10uF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動 電流的變化大小來確定。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。 4）儲能 儲能型電容器通過整流器收集電荷，并將存儲的能量通過變換器引線傳送至電源的輸出端。電壓額定值為40～450VDC、電容值在220～150 000uF之間的鋁電解電容器（如EPCOS公司的 B43504或B43505）是較為常用的。根據(jù)不同的電源要求，器件有時(shí)會采用串聯(lián)、并聯(lián)或其組合的形式， 對于功率級超過10KW的電源，通常采用體積較大的罐形螺旋端子電容器。 2、應(yīng)用于信號電路，主要完成耦合、振蕩/同步及時(shí)間常數(shù)的作用： 1）耦合 舉個(gè)例子來講，晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻，它同時(shí)又使信號產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合，這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件，如果在這個(gè)電阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容，由于適當(dāng)容量的電容器對交流信號較小的阻抗,這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng)，故稱此電容為去耦電容。 2）振蕩/同步 包括RC、LC振蕩器及晶體的負(fù)載電容都屬于這一范疇。 3）時(shí)間常數(shù) 這就是常見的 R、C 串聯(lián)構(gòu)成的積分電路。當(dāng)輸入信號電壓加在輸入端時(shí)，電容（C）上的電壓逐漸上升。而其充電電流則隨著電壓的上升而減小。電流通過電阻（R）、電容（C）的特性通過下面的公式描述： i = (V/R)e-(t/CR) ------------------------------ 我們知道了電容的作用以后下面來談?wù)勲娙菰谑褂弥械淖⒁馐马?xiàng) A. 什么是好電容。 1.電容容量越大越好。 很多人在電容的替換中往往愛用大容量的電容。我們知道雖然電容越大，為IC提供的電流補(bǔ)償?shù)哪芰υ綇?qiáng)。且不說電容容量的增大帶來的體積變大，增加成本的同時(shí)還影響空氣流動和散熱。關(guān)鍵在于電容上存在寄生電感，電容放電回路會在某個(gè)頻點(diǎn)上發(fā)生諧振。在諧振點(diǎn)，電容的阻抗小。因此放電回路的阻抗最小，補(bǔ)充能量的效果也最好。但當(dāng)頻率超過諧振點(diǎn)時(shí)，放電回路的阻抗開始增加，電容提供電流能力便開始下降。電容的容值越大，諧振頻率越低，電容能有效補(bǔ)償電流的頻率范圍也越小。從保證電容提供高頻電流的能力的角度來說，電容越大越好的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的，一般的電路設(shè)計(jì)中都有一個(gè)參考值的。 2.同樣容量的電容，并聯(lián)越多的小電容越好 耐壓值、耐溫值、容值、ESR(等效電阻)等是電容的幾個(gè)重要參數(shù)，對于ESR自然是越低越好。ESR與電容的容量、頻率、電壓、溫度等都有關(guān)系。當(dāng)電壓固定時(shí)候，容量越大，ESR越低。在板卡設(shè)計(jì)中采用多個(gè)小電容并連多是出與PCB空間的限制，這樣有的人就認(rèn)為，越多的并聯(lián)小電阻，ESR越低，效果越好。理論上是如此，但是要考慮到電容接腳焊點(diǎn)的阻抗，采用多個(gè)小電容并聯(lián)，效果并不一定突出。 3.ESR越低，效果越好。 結(jié)合我們上面的提高的供電電路來說，對于輸入電容來說，輸入電容的容量要大一點(diǎn)。相對容量的要求，對ESR的要求可以適當(dāng)?shù)慕档汀Ｒ驗(yàn)檩斎腚娙葜饕悄蛪�，其次是吸收MOSFET的開關(guān)脈沖。對于輸出電容來說，耐壓的要求和容量可以適當(dāng)?shù)慕档鸵稽c(diǎn)。ESR的要求則高一點(diǎn)，因?yàn)檫@里要保證的是足夠的電流通過量。但這里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR電容會引起開關(guān)電路振蕩。而消振電路復(fù)雜同時(shí)會導(dǎo)致成本的增加。板卡設(shè)計(jì)中，這里一般有一個(gè)參考值，此作為元件選用參數(shù)，避免消振電路而導(dǎo)致成本的增加。 4.好電容代表著高品質(zhì)。 “唯電容論”曾經(jīng)盛極一時(shí)，一些廠商和媒體也刻意的把這個(gè)事情做成一個(gè)賣點(diǎn)。在板卡設(shè)計(jì)中，電路設(shè)計(jì)水平是關(guān)鍵。和有的廠商可以用兩相供電做出比一些廠商采用四相供電更穩(wěn)定的產(chǎn)品一樣，一味的采用高價(jià)電容，不一定能做出好產(chǎn)品。衡量一個(gè)產(chǎn)品，一定要全方位多角度的去考慮，切不可把電容的作用有意無意的夸大。 B. 電容爆漿之面面談 爆漿的種類： 分兩類，輸入電容爆漿和輸出電容爆漿。 對于輸入電容來說，就是我是說的C1，C1對由電源接收到的電流進(jìn)行過濾。輸入電容爆漿和電源輸入電流的品質(zhì)有關(guān)。過多的毛刺電壓，峰值電壓過高，電流不穩(wěn)定等都使電容過于充放電過于頻繁，長時(shí)間處于這類工作環(huán)境下的電容，內(nèi)部溫度升高很快。超過泄爆口的承受極限就會發(fā)生爆漿。 對于輸出電容來說，就我說的C2，對經(jīng)電源模塊調(diào)整后的電流進(jìn)行濾波。此處電流經(jīng)過一次過濾，比較平穩(wěn)，發(fā)生爆漿的可能性相對來說小了不少。但如果環(huán)境溫度過高，電容同樣容易發(fā)生爆漿。爆，報(bào)也。采用垃圾東西自然要爆，報(bào)應(yīng)啊。欲知過去因者，見其現(xiàn)在果；欲知未來果者，見其現(xiàn)在因。 電解電容爆漿的原因： 電容爆漿的原因有很多，比如電流大于允許的穩(wěn)波電流、使用電壓超出工作電壓、逆向電壓、頻繁的充放電等。但是最直接的原因就是高溫。我們知道電容有一個(gè)重要的參數(shù)就是耐溫值，指的就是電容內(nèi)部電解液的沸點(diǎn)。當(dāng)電容的內(nèi)部溫度達(dá)到電解液的沸點(diǎn)時(shí)，電解液開始沸騰，電容內(nèi)部的壓力升高，當(dāng)壓力超過泄爆口的承受極限就發(fā)生了爆漿。所以說溫度是導(dǎo)致電容爆漿的直接原因。電容設(shè)計(jì)使用壽命大約為2萬小時(shí)，受環(huán)境溫度的影響也很大。電容的使用壽命隨溫度的增加而減小，實(shí)驗(yàn)證明環(huán)境溫度每升高10℃，電容的壽命就會減半。主要原因就是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時(shí)間退化失效，這樣電容壽命終結(jié)。為了保證電容的穩(wěn)定性，電容在插板前要經(jīng)過長時(shí)間的高溫環(huán)境的測試。即使是在100℃，高品質(zhì)的電容也可以工作幾千個(gè)小時(shí)。同時(shí)，我們提到的電容的壽命是指電容在使用過程中，電容容量不會超過標(biāo)準(zhǔn)范圍變化的10%。電容壽命指的是電容容量的問題，而不是設(shè)計(jì)壽命到達(dá)之后就發(fā)生爆漿。只是無法保證電容的設(shè)計(jì)的容量標(biāo)準(zhǔn)。 所以，短時(shí)期內(nèi)，正常使用的板卡電容就發(fā)生爆漿的情況，這就是電容品質(zhì)問題。另外，不正常的使用情況也有可能發(fā)生電容爆漿的情況。比如熱插拔電腦配件也會導(dǎo)致板卡局部電路電流、電壓的劇烈變化，從而引發(fā)電容使用故障。更多也可以向我咨詢。
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