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2023-06-15
目前,LED荧光灯市场非常活跃,生产厂家主要有三类:
1)原来做LED芯片的工厂,顺势向下游渗透,对电路知识和LED荧光灯电源的了解不多;
2)原来做普通照明的工厂,进入一个新的领域,对电路知识了解一些;
3)完全新进入的工厂,以前做其他产品或新创业,对LED电源有的了解,有的不了解。
LED荧光灯电源是LED荧光灯中最重要的部件,选择不当,LED荧光灯不能发挥出性能,甚至不能正常使用,常出现的问题有以下几种:
(1)恒流问题
LED半导体的特性决定其受环境影响较大。例如,温度升高,LED的电流会增加;电压增加,LED的电流也会增加。长期超过额定电流工作,会大大缩短LED的使用寿命。而LED采用恒流源就是在温度和电压等环境因素变化时,确保其工作电流不变。
(2)LED荧光灯电源与灯板的匹配
一些生产企业先设计好LED荧光灯灯板,再找电源,发现很难有合适的电源,要么电流太大,电压太小(如,I>350mA,U﹤40V);要么电流太小,电压太高(如I﹤40mA,U>180V)。其结果是发热严重,效率低,或者输入电压范围不够。其实,最好的方式是先和电源厂商沟通,量身定做。这样既可以选择一个最优良的串/并联连接方式,又使加在每个LED上的电压、电流都是一样的,而电源却能发挥最好的性能。
(3)LED的工作电流
一般LED的正向极限电流多为50mA左右(额定工作电流为20mA),而且LED的光衰电流不能大于Ifm/3(大约为15~18mA)。
(4)LED的工作电压
一般LED的推荐工作电压是3.0~3.5V,经测试,大部分工作在3.125V,所以按3.125V计算是比较合理的。M个灯珠串联的总电压为3.125MV。
(5)LED灯板的串/并联与宽电压
要使LED荧光灯工作在输入电压范围比较宽的AC 85~265V,则灯板的LED串/并联方式很重要。由于目前的电源一般为非隔离的降压式电源,所以在要求宽电压时,输出电压不要超过72V,输入电压范围可以达AC 85~265V。也就是说,串联数不超过23串,并联数不要太多,否则工作电流太大,发热严重,推荐为6并/8并/12并,总电流不超过240mA为好。
(6)LED的串/并联与PFC功率因数及宽电压的关系
目前市场上的电源PFC有三种情况:一种是不带PFC专用电路的,其PFC一般在0.65左右;另一种是带被动式PFC电路的,灯板匹配得好,PFC一般在0.92左右;还有一种是用有源主动式7527/6561电路做的,PFC可以达到0.99,但这个方案的成本比第二种方案贵一倍,所以第二种方案应用得较多。被动式PFC电路也叫做填谷式PFC电路,其工作电压范围是交流输入电压峰值的一半。例如,输入是180V,其峰值是180×1.414V=254V,峰值电压的一半是127V,再减去降压式的压差30V,最大输出是90V,所以LED灯珠串联数最多为28串。因此,要想得到比较大的功率因数,灯珠的串联数不能太多,否则,就达不到低电压的要求。
(7)恒流精度
市场上有些电源的恒流精度太差,误差达到±8%或±10%。一般要求在±3%就可以了。按3%的误差、6路并联,每路的误差约±0.5%;如果是12路并联,则每路的误差约±0.25%,该精度足够了。精度太高,成本会大大增加。而且对LED来讲,17mA和17.5mA区别不大。
(8)隔离/非隔离
一般隔离电源如做成15W,则放在LED灯管内,其变压器体积很大,很难放进去,尤其对T5/T8灯管,所以隔离电源一般只能做到15W,超过15W的很少,并且价格很贵。所以,隔离电源性价比不高,一般是非隔离电源应用较多,非隔离电源体积可以做得更小,最小可以做到高8mm。实际上,非隔离电源只要安全措施做好了,是不存在问题的。
(9)电源效率
电源效率尤为重要,效率低就意味着输入功率有很大一部分转化为热量散发出来;如果装在灯管内就会产生一个很高的温度,再加上LED的一个光效比所散发的热量,叠加会产生更高的温度。电源内部所有电子零件的寿命都会随温度的上升而缩短,所以说效率是决定电源寿命最根本的因素,效率不能太低,否则消耗在电源上的热量太大。一般在80%以上就可以了,不过,效率与灯板的匹配接法有关。
(10)尺寸
高度是限制LED荧光灯的主要因素,一般用于T5/T8管的不能太高(小于等于12mm)。T10管的高度应小于等于15mm。长度偏长,更易于散热。
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