LED燈珠驅動失效原因
LED燈珠驅動器就是給
LED燈珠提供正常工作條件(包括電壓,電流等條件)的壹種電路,是LED燈珠工作必不可少的條件;LED燈珠驅動器的品質直接影響到整體燈具的可靠性及穩定性;LED燈珠驅動器的主要作用是將輸入的交流電壓源轉換為輸出電壓可隨LED燈珠 Vf 正向導通壓降變化的電流源。LED燈珠驅動器在實際應用中有很多細節需要註意,很多問題都需要提前分析、調整,避免不必要的失效與損失!
LED燈珠驅動器失效原因:
1、沒有考慮LED燈珠Vf變化,導致燈具效率低,甚至工作不穩定
LED燈具負載端,壹般由若幹數量的LED燈珠串並聯組成,其工作電壓 Vo=Vf*Ns,其中Ns表示LED燈珠串聯數量。LED燈珠的Vf隨溫度變動而變動,壹般情況下,在恒定電流時,高溫時Vf變低,低溫時Vf變高。因此,高溫時LED燈珠負載工作電壓對應為VoL,低溫時LED燈珠負載工作電壓對應為 VoH。在選用LED驅動器時需考慮驅動器輸出電壓範圍大於 VoL~VoH。
如果選用的LED燈珠驅動器最大輸出電壓低於VoH,可能導致低溫時燈具的最大功率達不到實際所需功率,如果選用的LED燈珠驅動器最低電壓高於VoL,則高溫時可能驅動器輸出超出工作範圍,工作不穩定,燈珠會有閃爍等情況。
但綜合成本及效率考慮,不能壹味追求LED燈珠驅動器超寬輸出電壓範圍:因為驅動器電壓只在某壹個區間時,驅動器效率才是最高的。超過範圍後效率、功率因數(PF)都會變差,同時驅動器輸出電壓範圍設計太寬,則導致成本升高,效率無法優化。
2、不了解LED燈珠的工作特性
有客戶要求燈具輸入功率為固定值,固定5%誤差,只能針對每盞燈去調節輸出電流達到指定功率。由於不同工作環境溫度,及點燈時間不同,每壹盞燈的功率還是會有較大差異。
客戶提出這樣的要求,雖然有其市場推廣及商務因數的考慮。但是,LED燈珠的伏安特性決定LED燈珠驅動器為恒定電流源,其輸出電壓隨LED燈珠負載串聯電壓Vo變化而變化,在驅動器整機效率基本不變的情況下,其輸入功率隨Vo變化。
同時,LED燈珠驅動器在熱平衡後整體效率會有所上升,在相同輸出功率的條件下,相比於開機時刻,輸入功率會下降。
所以,LED燈珠驅動器的應用者在擬定需求時,應先了解LED燈珠的工作特性,避免提出壹些不符合工作特性原理的指標,同時避免出現遠超實際需求的指標,避免質量過剩和成本浪費。
3、沒有考慮功率余量及降額要求
壹般情況下,LED燈珠驅動器的標稱功率是指額定環境、額定電壓情況下測得的數據。考慮到不同客戶會有不同的應用,多數LED燈珠驅動器供應商會在自家的產品規格書上提供功率降額曲線(常見的有負載 vs 環境溫度降額曲線及負載 vs 輸入電壓降額曲線)。
4、測試中失效
有客戶采購過很多品牌的LED燈珠驅動器,但是所有樣品都在測試過程中失效。後來到現場分析後發現,客戶采用自偶調壓器直接給LED驅動器供電進行測試,上電後將調壓器從 0Vac 逐漸上調到LED燈珠驅動器額定工作電壓。
這樣的測試操作,很容易使得LED燈珠驅動器在很小的輸入電壓時就啟動並帶載工作,而此種情況會導致輸入電流遠遠大於額定值,內部輸入端相關器件,如保險絲、整流橋、熱敏電阻等因電流超標或過熱而失效,導致驅動器失效。
因此正確的測試方法是將調壓器調到LED燈珠驅動器額定工作電壓區間,再接上驅動器上電測試。
當然,從技術上改善設計也可以規避此種測試誤操作導致的失效問題:在驅動器輸入端設置啟動電壓限制電路及輸入欠壓保護電路。當輸入未達到驅動器設定的啟動電壓時,驅動器不工作;當輸入電壓降低到輸入欠壓保護點時,驅動器進入保護狀態。
因此,即使客戶測試過程中依然采用自偶調壓器的操作步驟,驅動器具備自我保護功能而不至於失效。但是客戶在測試之前壹定要仔細了解所購的 LED燈珠驅動器產品是否具備這項保護功能(考慮到LED燈珠驅動器的實際應用環境,目前多數LED燈珠驅動器不具有此項保護功能)。
5、不同負載,測試結果不同
LED燈珠驅動器帶LED燈測試時,結果正常,帶電子負載測試時,結果就可能異常。通常這種現象有以下原因:
(1) 驅動器的輸出瞬間電壓或功率超出電子負載儀的工作範圍。(尤其在 CV 模式下,最大測試功率不應超過負載最大功率的 70%,否則加載時負載可能會瞬間過功率保護,導致驅動器無法正常工作或加載。)
(2) 所用電子負載儀的特性不適用於測恒流源,出現負載電壓檔位跳變,導致驅動器無法正常工作或加載。
(3) 因為電子負載儀的輸入內部都會有壹個大的電容,測試就相當於在驅動器輸出並聯了壹個大電容,可能導致驅動器的電流采樣工作出現不穩定。
因為LED燈珠驅動器設計就是為了符合LED燈具工作特性的,最接近實際與真實應用的測試方式應該是用LED燈珠作為負載,串上電流表及電壓表來測試。 6、驅動器散熱
當驅動器安裝在非通風環境下,應該盡量將驅動器外殼與燈具外殼接觸,條件允許的話,在外殼與燈殼的接觸面上塗導熱膠或貼導熱墊,提高驅動器的散熱性能,從而保證驅動器的壽命及可靠性。
7、相線接錯
通常戶外工程應用都是3相四線制,以國標為例,每個相線與零線間的額定工作電壓是 220Vac,相線與相線間的電壓是380Vac。如果施工工人將驅動器輸入端接到兩根相線上,則通電後,LED燈珠驅動器輸入電壓超標導致產品失效。
因此建議同壹配電支路上,開關或斷路器要壹起斷,不能只斷開零線。配電保險絲不要放在零線上,線路上要避免零線接觸不良。
8、電網波動範圍超出合理範圍
當同壹個變壓器電網支路配線太長,支路中有大型動力設備時,在大型設備啟停時,電網電壓會劇烈波動,甚至導致電網不穩。當電網瞬時電壓超過 310Vac 時有可能損壞驅動器(即使有防雷裝置也無效,因為防雷裝置是應對幾十 uS 級別的脈沖尖峰,而電網波動可能達到幾十 mS,甚至幾百 mS )。
因此,路燈照明支路電網上有大型電力機械時要特別註意,最好監測下電網波動幅度,或單獨電網變壓器供電。
9、線路頻繁跳閘
同壹支路上的燈接得太多,導致某壹相電上的負載過載,及各相之間功率分布不均,從而致使線路頻繁跳閘。
10、常發生的以下狀況會導致LED燈珠驅動器損壞:
(1)將 AC 接到了驅動器的 DC 輸出端,導致驅動器失效;
(2)將 AC 接到了 DC/DC 驅動器的輸入或輸出,導致驅動器失效;
(3)將恒流輸出端與調光線接到了壹起,導致驅動器失效;
(4)將相線接到了地線上,導致驅動器無輸出及外殼帶電;