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2018 - 08 - 10
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2017 - 10 - 16
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LED显示屏技术的成熟让它的应用越来越广泛,一些脑洞大开的人也开始发挥创造力,将LED显示屏应用在一些不可思议的地方。1.LED防霾口罩现代人常因感冒不适、空气品质不佳,或是预防传染病菌等原因而戴起口罩。当大家戴起口罩彼此互动交谈时,会否因为看不见彼此口罩下的表情变化,而感到有些隔阂呢?而这款名为“Unmask”的LED口罩,可显示佩戴者的表情,让人们就算戴着口罩也能向对方传达表情。Unmask采...
2017 - 10 - 13
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城市规划馆,一个集规划展示、文化、教育、休闲等多功能于一体的综合性展览建筑。实现了规划展示公示功能、科技展示与教育功能、图书资料阅览功能、城市观光与休闲娱乐功能、会议与办公功能的全方位复合。每一个城市都有自己的灵魂,每一个城市规划都有其主题。在过去,城市主题的载体是通过墙面上大量的喷涂,各个年代的老旧照片,无趣繁琐的文字描述来展示,这些元素只能传达城市规划的模糊概念。随着城市的发展,需要更具体的规...
2017 - 10 - 11
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部分中国人法律意识淡薄,并且闯红灯违法成本过低,另外大部分人还存在一种“法不责众”的心理态度,导致行人和非机动车闯红灯屡禁不止。凑足一定人数,就无视红绿灯的中国式过马路,一直是各地交通管理的“老大难”。根据《中华人民共和国道路交通安全法》第八十九条:行人、乘车人、非机动车驾驶人违反道路交通安全法律、法规关于道路通行规定的,可处警告或者五元以上五十元以下罚款;非机动车驾驶人拒绝接受罚款处罚的,可以扣...
2017 - 10 - 09
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LED显示屏已经成为了电视台中综艺节目、访谈类节目、大型晚会等多种节目的必备设备之一。以其色彩绚丽、大气壮观的舞美效果、强大的视觉冲击、组合灵活等特点被广泛用于电视台演播室。而电视台作为使用用户,对于演播室使用的LED显示屏,又有哪些需求呢?以下内容选自《直播演播室LED大屏安全性设计及选型经验》,是江苏省苏州广电总台结合直播演播室中LED显示屏的使用情况,总结了配电、软件、硬件方面的设计需求和使...
产品百科

淡谈LED驱动失效的十个原因

2016/9/28 10:15:25
来源:
编辑: www.decailed.com

 

    基本上可以说,LED 驱动器的主要作用是将输入的交流电压源转换为输出电压可随 LED Vf 正向导通压降变化的电流源。

 

  作为LED照明中的关键部件,LED 驱动器的品质直接影响到整体灯具的可靠性及稳定性。本文从 LED 驱动等相关技术及客户应用经验出发,整理分析灯具设计及应用中诸多的失效情况:

  1、未考虑LED灯珠Vf变化范围,导致灯具效率低,甚至工作不稳定

  LED灯具负载端,一般由若干数量的LED串并 联组成,其工作电压 Vo=Vf*Ns,其中 Ns 表示 LED 串联数量。LED 的 Vf 随温度变动而变动,一般情况下,在原因恒定电流时,高温时 Vf 变低,低温时 Vf 变高。因此,高温时 LED 灯具负载工作电压对应为 VoL,低温时 LED 灯具负载工作电压对应为 VoH。在选用 LED 驱动器时需考虑驱动器输出电压范围大于 VoL~VoH。

  如果选用的LED驱动器最大输出电压低于 VoH,可能导致低温时灯具的最大功率达不到实际所需功率,如果选用的 LED 驱动器最低电压高于VoL,则高温时可能驱动器输出超出工作范围,工作不稳定,灯具会有闪烁等情况。

  但综合成本及效率考虑,不能一味追求 LED 驱动器超宽输出电压范围:因为驱动器电压只在某一个区间时,驱动器效率才是最高的。超过范围后效率、功率因数(PF)都会变差,同时驱动器输出电压范围设计太宽,则导致成本升高,效率无法优化。

 

  2、未考虑功率余量及降额要求

  一般情况下,LED 驱动器的标称功率是指额定环境、额定电压情况下测得的数据。考虑到不同客户会有不同的应用,多数 LED 驱动器供应商会在自家的产品规格书上提供功率降额曲线(常见的有负载 vs 环境温度降额曲线及负载 vs 输入电压降额曲线)。

 

淡谈LED驱动失效的十个原因

 

 

    如图 1 所示,红色曲线表示 LED 驱动器在输入 120Vac 情况下,其负载随环境温度变化的功率降额曲线。当环境温度低于 50℃ 时,驱动器允许 100% 满载,当环境温度高达 70℃ 时,驱动器只能降额到 60% 的负载,当环境温度在 50-70℃ 之间变化时,驱动器负载随温度上升而线性下降。

  蓝色曲线则表示 LED 驱动器在输入 230Vac 或 277Vac 情况下,其负载随环境温度变化的功率降额曲线,其原理类同。

 

淡谈LED驱动失效的十个原因

 

    如图 2 所示,蓝色曲线表示 LED 驱动器在环境温度 55℃ 时,其输出功率随输入电压变化的降额曲线。当输入电压为 140Vac 时,驱动器的负载允许 100% 满载,随着输入电压下调;若输出功率不变,输入电流将上升,导致输入端损耗加大,效率降低,器件温度上升,个别温度点将可能超标,甚至可能导致器件失效。

  因此,如图 2 当输入电压小于 140Vac 时,要求驱动器的输出负载随输入电压减小而线性减小。看懂如上降额曲线及相应要求后,选用 LED 驱动器时就应该根据实际使用时的环境温度情况及输入电压情况,综合考虑及选择,并适当留出降额余量。

 

  3、不了解LED的工作特性

  曾有客户要求灯具输入功率为固定值,固定 5% 误差,只能针对每盏灯去调节输出电流达到指定功率。由于不同工作环境温度,及点灯时间不同,每一盏灯的功率还是会有较大差异。

  客户提出这样的要求,虽然有其市场推广及商务因数的考虑。但是,LED 的伏安特性决定 LED 驱动器为恒定电流源,其输出电压随 LED 负载串联电压 Vo 变化而变化,在驱动器整机效率基本不变的情况下,其输入功率随 Vo 变化。

  同时,LED 驱动器在热平衡后整体效率会有所上升,在相同输出功率的条件下,相比于开机时刻,输入功率会下降。

  所以,LED 驱动器的应用者在拟定需求时,应先了解 LED 的工作特性,避免提出一些不符合工作特性原理的指标,同时避免出现远超实际需求的指标,避免质量过剩和成本浪费。

 

  4、测试中失效

  曾经有客户采购过很多品牌的 LED 驱动器,但是所有样品都在测试过程中失效。后来到现场分析后发现,客户采用自偶调压器直接给 LED 驱动器供电进行测试,上电后将调压器从 0Vac 逐渐上调到 LED 驱动器额定工作电压。

  这样的测试操作,很容易使得 LED 驱动器在很小的输入电压时就启动并带载工作,而此种情况会导致输入电流远远大于额定值,内部输入端相关器件,如保险丝、整流桥、热敏电阻等因电流超标或过热而失效,导致驱动器失效。

  因此正确的测试方法是将调压器调到 LED 驱动器额定工作电压区间,再接上驱动器上电测试。

  当然,从技术上改善设计也可以规避此种测试误操作导致的失效问题:在驱动器输入端设置启动电压限制电路及输入欠压保护电路。当输入未达到驱动器设定的启动电压时,驱动器不工作;当输入电压降低到输入欠压保护点时,驱动器进入保护状态。

  因此,即使客户测试过程中依然采用自偶调压器的操作步骤,驱动器具备自我保护功能而不至于失效。但是客户在测试之前一定要仔细了解所购的 LED 驱动器产品是否具备这项保护功能(考虑到 LED 驱动器的实际应用环境,目前多数 LED 驱动器不具有此项保护功能)。

 

  5、不同负载,测试结果不同

  LED 驱动器带 LED 灯测试时,结果正常,带电子负载测试时,结果就可能异常。通常这种现象有以下原因:

  (1) 驱动器的输出瞬间电压或功率超出电子负载仪的工作范围。(尤其在 CV 模式下,最大测试功率不应超过负载最大功率的 70%,否则加载时负载可能会瞬间过功率保护,导致驱动器无法正常工作或加载。)

  (2) 所用电子负载仪的特性不适用于测恒流源,出现负载电压档位跳变,导致驱动器无法正常工作或加载。

  (3) 因为电子负载仪的输入内部都会有一个大的电容,测试就相当于在驱动器输出并联了一个大电容,可能导致驱动器的电流采样工作出现不稳定。

  因为 LED 驱动器设计就是为了符合 LED 灯具工作特性的,最接近实际与真实应用的测试方式应该是用 LED 灯珠作为负载,串上电流表及电压表来测试。

 

  6、常发生的以下状况会导致LED驱动器损坏:

  (1)将 AC 接到了驱动器的 DC 输出端,导致驱动器失效;

  (2)将 AC 接到了 DC/DC 驱动器的输入或输出,导致驱动器失效;

  (3)将恒流输出端与调光线接到了一起,导致驱动器失效;

  (4)将相线接到了地线上,导致驱动器无输出及外壳带电;

 

  7、相线接错

  通常户外工程应用都是 3 相四线制,以国标为例,每个相线与零线间的额定工作电压是 220Vac,相线与相线间的电压是 380Vac。如果施工工人将驱动器输入端接到两根相线上,则通电后,LED 驱动器输入电压超标导致产品失效。

 

淡谈LED驱动失效的十个原因

 

    如上图所示,V1 表示第一相电压,V2表示第二相电压,R1 及 R2 分别表示正常安装到线路中的 LED 驱动器。当线路上零线(N)如图断开时,两个支路上的驱动器 R1,R2 相当于串联后接到 380Vac 电压上。因为输入内阻差异,当其中一个驱动器充电到启动时,内阻变小,电压可能大部分加到另外一个驱动器上,导致其过压损坏失效。

  因此建议同一配电支路上,开关或断路器要一起断,不能只断开零线。配电保险丝不要放在零线上,线路上要避免零线接触不良。

 

  8、电网波动范围超出合理范围

  当同一个变压器电网支路配线太长,支路中有大型动力设备时,在大型设备启停时,电网电压会剧烈波动,甚至导致电网不稳。当电网瞬时电压超过 310Vac 时有可能损坏驱动器(即使有防雷装置也无效,因为防雷装置是应对几十 uS 级别的脉冲尖峰,而电网波动可能达到几十 mS,甚至几百 mS )。

  因此,路灯照明支路电网上有大型电力机械时要特别注意,最好监测下电网波动幅度,或单独电网变压器供电。

 

  9、线路频繁跳闸

  同一支路上的灯接得太多,导致某一相电上的负载过载,及各相之间功率分布不均,从而致使线路频繁跳闸。

 

  10、驱动器散热

  当驱动器安装在非通风环境下,应该尽量将驱动器外壳与灯具外壳接触,条件允许的话,在外壳与灯壳的接触面上涂导热胶或贴导热垫,提高驱动器的散热性能,从而保证驱动器的寿命及可靠性。

  综上所述 LED 驱动器在实际应用中有很多细节需要注意,很多问题都需要提前分析、调整,避免不必要的失效与损失!

 

 

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