長壽命戶外LED照明驅(qū)動電源的設(shè)計(jì)

戶外照明，尤其是路燈、隧道燈的維修難度大、費(fèi)用高，因此LED驅(qū)動電源對于這些應(yīng)用不僅需要很高的可靠性和高防護(hù)等級，還需要很長的使用壽命，使燈具至少可以運(yùn)行5年。這篇文章介紹了如何確保LED驅(qū)動電源長壽命。

LED驅(qū)動器是由半導(dǎo)體、電容、灌封膠、PCB、磁性器件等數(shù)百個(gè)元件組成的產(chǎn)品，其中電解電容被認(rèn)為是最薄弱的環(huán)節(jié)。因此，在計(jì)算LED驅(qū)動器的壽命時(shí)，我們應(yīng)該找出電容器A、B和C中的壽命最短的那一個(gè)。

下面是計(jì)算電解電容壽命的公式：

k是由電容的RMS紋波電流和工作電壓決定的因子，它可以作為一個(gè)值，也可以作為一個(gè)函數(shù)。

L₀是規(guī)格書里提供的壽命值。

T_s為電容器的額定殼溫，一般為105℃。

T_c是電容器的工作溫度。
也許還有其他公式需要計(jì)算，但這是最簡單的方法來說明壽命和這幾個(gè)關(guān)鍵因素之間的關(guān)系。然后根據(jù)理論闡述，我們需要做以下幾個(gè)關(guān)鍵步驟來做一個(gè)長壽命的驅(qū)動電源。

1． 選擇長壽命電容，確保L0足夠好。優(yōu)特電源選用的是擁有10,000－12,000小時(shí)＠105℃壽命NCC和Rubycon品牌。選用壽命長、品質(zhì)高的日本電容，在極冷的環(huán)境下也能保持良好的工作性能，即使在－40℃下也能保持良好的工作性能。

2． 效率高，導(dǎo)熱性好。當(dāng)溫度降低10℃時(shí)，電容的壽命增加2倍。降低整個(gè)LED驅(qū)動電源的功耗意味著產(chǎn)生的熱量更少。假設(shè)功率損耗相同，那么把熱量通過空氣或燈具散發(fā)出去就非常重要。大部分的熱量是通過灌封膠和外殼傳導(dǎo)的，這就是為什么優(yōu)特LED驅(qū)動電源采用了高導(dǎo)熱系數(shù)膠和厚鋁殼。

3． 紋波電流。當(dāng)人們談?wù)搲勖鼤r(shí)，紋波電流總是被忽略，但它在計(jì)算中起著關(guān)鍵作用。當(dāng)我們檢查一個(gè)電容的規(guī)格時(shí)，我們看到的壽命是10000小時(shí)＠105℃與指定的紋波電流。紋波電流越大，電容器本身產(chǎn)生的熱量就越多。因此，如果紋波電流較大，電容器內(nèi)部溫度會比外殼溫度高得多，壽命也會降低。與競爭對手相比，優(yōu)特利用更大的電容來實(shí)現(xiàn)更低的電流紋波。這也是為什么優(yōu)特LED驅(qū)動電源的壽命在75℃還可以達(dá)到100000小時(shí)。

在了解如何設(shè)計(jì)長壽命LED驅(qū)動后，我們需要知道如何使用它。這是一個(gè)典型的壽命與殼溫曲線圖，我們從這個(gè)圖標(biāo)里可以計(jì)算出不同殼溫下電源的壽命。

還有一個(gè)非常重要的“壽命終結(jié)”的定義，通常我們認(rèn)為10％的故障率就是“壽命終結(jié)”。下面是NCC電容手冊中關(guān)于故障率與時(shí)間的曲線。

綜上所述，設(shè)計(jì)長壽命的LED驅(qū)動電源并沒有那么簡單。高質(zhì)量的元器件和經(jīng)驗(yàn)豐富的工程師的出色設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵因素。