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对于整个LED产品来说,我们在选择驱动电源时要关注以下几个问题:
1.LED为什么需要高品质驱动电源?
LED由于不含有毒物质、环保、寿命长、光电效率高等众多优点,LED芯片设计生产和制造工艺已相当成熟,整个LED系统的损坏主要是LED驱动器的损坏;低品质LED驱动电源由于保护不完善,恒流精度低电流波动大将成LED芯片的损坏;因此LED驱动电源是LED系统的关键所在,它就好比一个人的心脏,要制造高品质的LED产品必须选用高品质的LED电源驱动器,才能够符合LED产品恶劣工作环境和高昂维修成本的要求.
2.LED驱动器品质问题根源在哪里?
一是非职业电源公司设计制造(要求太散,量太小);
二是没有按照LED灯具的恶劣工作环境设计
a)-35度到70度环境温度
b)防水设计不到位
c)防雷设计不到位
3.如何保证LED驱动器的品质和可靠性?
1)规范的专业设计流程控制
技术预研、可行性评估、初步设计、详细设计、工程样机、小批试产。
2)合理的元器件设计裕量
3)高品质元件的选择
电解电容,IC,功率半导体、磁性元件等。
4)严格的品质验证和测试程序
应力分析、EVT、SVT、DVT等测试和MTBF的计算与实验验证。
4.LED驱动电源为什么需要高效率?
高效率是LED产品系统整体的节能要求,是低温升、长寿命、高可靠的基础与保证。
1)高效率、低损耗、低温升
如一台输出100W的LED驱动电源,当效率达95%时,其损耗是5.2W,当效率只有85%时,其损耗达17.6W,后者是前者的3.4倍,实验表明在同等条件下前者比后者温度低10~15℃。
2)降低LED灯的工作温度及延缓光衰
LED芯片温度的升高将导致发光器件性能的变化与电光转换效率衰减,严重时甚至失效,有实验测试表明:LED自身温度每上升5摄氏度,光通量就下降3%。
3)高效率、低温升、长寿命
如果选用105度,寿命为10000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算公司“每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为20000小时,在85度环境下工作寿命为40000小时,如tyjb驱动电源一般在工作温度为最高为60度时,电解电容的温度大致控制在85度左右,则寿命可达40000小时,如按每天12小时工作计,则寿命近十五年。
4)高效率、低温升、高可靠
随着电源温度的降低,IC、功率半导体的工作环境的改善,MTBF(平均无故障时间)将显著提高。
5.什么是PF?什么是PFC?为什么要高PF?
PF是Power Factor的缩写,指的是功率因数,是有功功率与视在功率的比值;PFC是Power Factor Corrector的缩写,指的是功率因数校正;
高功率因数可以:1)减小电流谐波;2.)增加电力系统容量;3)减小线损,节约电能。
低功率因数即代表低的电力效能,越低的功率因数值代表越高比例的电力在配送网络中耗损,若低的功率因数没有被校正,电力公司除了有功功率外,还要提供更大的无功功率,这导致需要更大的发电机、变压器、输电线等,以补偿损耗。有PFC功能的电源可以改善自身能源使用率,减小损耗,也可降低谐波对电网的污染。
有了关注的重点,那么接下来到底要如何区分高品质的驱动电源呢?我们可以从以下几点来做辨识:
第一,驱动芯片--IC
驱动电源的核心就是IC,IC的好坏直接影响整个电源。大厂的驱动IC,都是购买晶园寻找大型的封装厂来封装的;而小厂的驱动IC技术是直接抄大厂的驱动设计方案找小型的封装厂来封装,无法正常保障整批IC的一致性和稳定性,从而导致驱动电源在使用一段时间后莫名其妙的失效。所以LED电源上的IC,拒绝打磨,以便灯具厂家了解IC方案和核算驱动的成本,做到合理的价格采购电源产品。
第二,变压器
控制芯片可视为电源的大脑中枢,而决定功率、耐温等是变压器。变压器负责完成“交流电-磁能-直流电”,能量超载就会饱和炸机。组成变压器的核心是磁芯和线包。
磁芯品质是变压器的核心,但是如同瓷器一般,极难辨别。简易的外观辨别为:外观脆、密、亮,同时背面打磨气孔者为上品。目前上海诺意使用的磁芯为开模的PC44磁芯,保障电源的高效率。
线包是由铜线绕组而成,使用铜线的品质是影响变压器的寿命的关键。
同样长度的铜包铝线材是纯铜线的1/4价格,由于成本压力导致的,往往变压器生产厂家就会参杂着铜包铝的线包的变压器在里面。从而导致变压器温度升高的时候烧毁失效,导致电源和整灯失效。
所以很多的灯具,特别的内置电源的灯具,往往会出货6个月左右出现炸机现象。而怎么辨别这个铜线是纯铜线还是铜包铝呢?使用打火机点燃一下,快速烧断即为铜包铝。也还可以测量线圈阻值来辨识。
第三,电解电容和贴片陶瓷电容
输入电解电容的品质和寿命要求可能大家都知道,大家也都非常重视。但是大家往往会忽视输出电容的品质要求,其实输出电容的寿命对电源的寿命影响很大。输出端有高达每秒6万次的开关频率,导致电容的寄生电阻发热加大,产生类似水垢的物质,最后电解液升温、爆浆。推荐输出电解电容:采用LED专用电解,一般型号以L开头。目前我们的输出电解都是艾华高寿命的电解电容。
陶瓷电容:材质分为X7R,X5R和Y5V,而Y5V的实际容值仅能达到实际的1/10,标称容值仅指工作在0伏时。所以这个微小的贴片电阻,选项不良也会导致成本的价格差和极大缩短电源的寿命。
第四,电源产品的电路设计和焊接工艺
设计优劣的判别:抛开专业的角度,可以通过一些直观的办法来分辨,如元件布局整齐、大方、有序、焊点亮净挺拔。一位优秀的工程师是不会做出杂乱无序的设计。至于飞线、手工加元件,更是严重缺乏技术力量的表现。
焊接工艺:手工焊接与波峰焊工艺,众所周知,机械化生产的波峰焊工艺品质肯定是好于手工焊接。辨别办法:背面是否有红胶。(锡膏工艺+焊接治具也可实现波峰焊,但是治具成本高)。
贴片的焊点检测仪器:AOI。该设备可以检测出贴片过程中的虚焊、假焊、漏焊现象。
目前灯具在使用一段时间出现闪灯现象,基本上都是由于电源或者灯珠虚焊导致的。
而这个产品的虚焊检测,是极难通过老化检测的出来的,所以就必须依靠AOI来检测电源的贴片品质了。
第五,电源产品的批量检测老化架和高温老化房
物料和生产工艺控制的再好的电源产品,还是需要检测老化的。
因为电子元器件和变压器的来料检测是很难管控的。只有通过整个批次的电源的老化和高温房的高温抽检,来检测这个批次电源的品质稳定性和物料是否有安全隐患。
大批量高温抽检的作用:目前电源的失效是在千分之1至百分之1之间,只有数千只的高温老化才会发现这类失效。
高温房可模拟电源工作的恶劣环境,在加严条件下的抽检,可发现批量性问题,如设计不合理、原材料不良、推演灯具内的失效、高压开关冲击等。
常温长时间老化:筛选出虚焊、漏焊、碰撞等随机失效,滤除元件的早期失效,有效降低成品失效率(百分之一降至千分之一)。
常温老化非常耗费老化设备与人员,日产10万只电源的工厂,老化设备至少占地500平米,逾万老化位,且实现流水线老化,业界鲜有。