進入2023年，澳大利亞已經率先禁止使用白熾燈，這為led燈具的大規模普及揭開了序幕，另外，隨著歐盟各國、日本、加拿大等國家將在2023年禁止使用白熾燈，led燈具的照明普及率會進一步提公升，這讓掘金綠色照明革命的中國數千家led燈具廠商歡欣鼓舞――因為乙個巨大的市場就要開啟，而這次唱主角的是中國廠商。不過，應當看到，led燈具要普及，不但需要大幅度降低成本，更需要解決能效和可靠性的難題，如何解決這些難題，power integrations市場營銷副總裁doug bailey分享了高效高可靠led燈具設計的五個忠告。
一、不要使用雙極型功率器件
doug bailey指出由於雙極型功率器件比mosfet便宜，一般是2美分左右乙個，所以一些設計師為了降低led驅動成本而使用雙極型功率器件，這樣會嚴重影響電路的可靠性，因為隨著led驅動電路板溫度的提公升，雙極型器件的有效工作範圍會迅速縮小，這樣會導致器件在溫度上公升時故障從而影響led燈具的可靠性，正確的做法是要選用mosfet器件，mosfet器件的使用壽命要遠遠長於雙極型器件。
二、不要選用耐壓600v的mosfet
耐壓600v的mosfet比較便宜，很多認為led燈具的輸入電壓一般是220v，所以耐壓600v足夠了，但是很多時候電路電壓會到340v，在有浪湧的時候，600v的mosfet很容易被擊穿，從而影響了led燈具的壽命，實際上選用600v mosfet可能節省了一些成本但是付出的卻是整個電路板的代價，所以，「不要選用600v耐壓的mosfet，最好選用耐壓超過700v的mosfet。」他強調。
三、盡量不要使用電解電容
led驅動電路中到底要不要使用電解電容？目前有支持者也有反對者，支持者認為如果可以將電路板溫度控制好，依次達成延長電解電容壽命的目的，例如選用105度壽命為8000小時的高溫電解電容，根據通行的電解電容壽命估算公式「溫度每降低10度，壽命增加一倍」，那麼它在95度環境下工作壽命為16000小時，在85度環境下工作壽命為32000小時，在75度環境下工作壽命為64000小時，假如實際工作溫度更低，那麼壽命會更長！由此看來，只要選用高品質的電解電容對驅動電源的壽命是沒有什麼影響的！
還有的支持者認為由無電解電容帶來的高紋波電流而導致的低頻閃爍會對某些人眼造成生理上的不適，幅度大的低頻紋波也會導致一些數碼像機裝置出現差頻閃爍的亮暗柵格。所以，高品質光源燈具還是需要電解電容的。 不過反對者則認為電解電容會自然老化，另外，led燈具的溫度極難控制，所以電解電容的壽命必然會減少，從而影響led燈具的壽命。
對此，doug bailey認為，在led驅動電路輸入部分可以考慮不用電解電容，實際上使用pi的linkswitch-ph就可以省去電解電容，pi的單級pfc/恆流設計可以讓設計師省去大容量電容，在輸出電路中，可以用高耐壓陶瓷電容來代替電解電容從而提公升可靠性，「有的人在設計兩級電路的時候，在輸出採用了乙個400v的電解電容，這會嚴重影響電路的可靠性，建議採用單級電路用陶瓷電容就可以了。」他強調。「對於不太關注調光功能、高溫環境及需要高可靠性的工業應用來說，我強烈建議不採用電解電容進行設計。
」4、盡量使用整合mosfet
如果設計的led燈具功率不是很高，doug建議使用整合了mosfet的led驅動器產品，因為這樣做的好處是整合mosfet的導通電阻少，產生的熱量要比分立的少，另外，就是整合的mosfet是控制器和fet在一起，一般都有過熱關斷功能，在mosfet過熱時會自動關斷電路達到保護led燈具的目的，這對led燈具非常重要，因為led燈具一般很小巧且難以進行空氣散熱。「有的時候會發生led因過熱燃燒傷人的情況，但是我們的方案從來不會這樣的。」他表示。
五、盡量使用單級架構電路
doug表示有些led電路採用了兩級架構，即「pfc(功率因數校正)+隔離dc/dc轉換器」的架構，這樣的設計會降低電路的效率。例如，如果pfc的效率是95%，而dc/dc部分的效率是88%，則整個電路的效率會降低到83.6%！
「pi的linkswitch-ph器件同時將pfc/cc控制器、乙個725 v mosfet和mosfet驅動器整合到單個封裝中，將驅動電路的效率提公升到87%！」 doug指出，「這樣的器件可大大簡化電路板布局設計，最多能省去傳統隔離反激式設計中所用的25個元件！省去的元件包括高壓大容量電解電容和光耦器。
」doug表示led兩級架構適用於必須使用第二個恆流驅動電路才能使pfc驅動led恆流的舊式驅動器。這些設計已經過時，不再具有成本效益，因此在大多數情況下都最好採用單級設計。doug透露，pi公司在2023年按led驅動器出貨量計算其市場份額佔據全球第一！
大量客戶的使用讓pi可以深刻理解led的應用趨勢並可以不斷推出滿足客戶需求的新產品。展望未來，他表示2023年中國室內led照明、led日光燈和led路燈等會有很好的應用。
led與led驅動器的搭配設計
led已經廣泛應用於照明、裝飾類燈產品，在設計led燈時，需要考慮選用什麼樣的led驅動器，以及led作為負載採用的串並聯方式，合理的配合設計，才能保證led正常工作。
1、led採用全部串聯方式
要求led驅動器輸出較高的電壓。當led的一致性差別較大時，分配在不同的led兩端電壓不同，通過每顆led的電流相同，led的亮度一致。
當某一顆led品質不良短路時，如果採用穩壓式驅動（如常用的阻容降壓方式），由於驅動器輸出電壓不變，那麼分配在剩餘的led兩端電壓將公升高，驅動器輸出電流將增大，導致容易損壞餘下所有led。如採用恆流式led驅動，當某一顆led品質不良短路時，由於驅動器輸出電流保持不變，不影響餘下所有led正常工作。
當某一顆led品質不良斷開後，串聯在一起的led將全部不亮。解決的辦法是在每個led兩端併聯乙個齊納管，當然齊納管的導通電壓需要比led的導通電壓高，否則led就不亮了。
2、led採用全部併聯方式
要求led驅動器輸出較大的電流，負載電壓較低。分配在所有led兩端電壓相同，當led的一致性差別較大時，而通過每顆led的電流不一致，led的亮度也不同。可挑選一致性較好的led，適合用於電源電壓較低的產品（如太陽能或電池供電）。
當某乙個顆led品質不良斷開時，如果採用穩壓式led驅動（例如穩壓式開關電源），驅動器輸出電流將減小，而不影響餘下所有led正常工作。如果是採用恆流式led驅動，由於驅動器輸出電流保持不變，分配在餘下led電流將增大，導致容易損壞所有led。解決辦法是盡量多併聯led，當斷開某一顆led時，分配在餘下led電流不大，不至於影響餘下led正常工作。
所以功率型led做併聯負載時，不宜選用恆流式驅動器。
當某一顆led品質不良短路時，那麼所有的led將不亮，但如果併聯led數量較多，通過短路的led電流較大，足以將短路的led燒成斷路。
3、led採用混聯方式
在需要使用比較多led的產品中，如果將所有led串聯，將需要led驅動器輸出較高的電壓。如果將所有led併聯，則需要led驅動器輸出較大的電流。將所有led串聯或併聯，不但限制著led的使用量，而且併聯led負載電流較大，驅動器的成本也會大增。
解決辦法是採用混聯方式
當某一串聯led上有一顆品質不良短路時，不管採用穩壓式驅動還是恆流式驅動，這串led相當於少了一顆led，通過這串led的電流將大增，很容易就會損壞這串led。大電流通過損壞的這串led後，由於通過的電流較大，多表現為斷路。斷開一串led後，如果採用穩壓式驅動，驅動器輸出電流將減小，而不影響餘下所有led正常工作。
如果是採用恆流式led驅動，由於驅動器輸出電流保持不變，分配在餘下led電流將增大，導致容易損壞所有led。解決辦法是盡量多併聯led，當斷開某一顆led時，分配在餘下led電流不大，不至於影響餘下led正常工作。
當有一顆led品質不良短路時，不管採用穩壓式驅動還是恆流式驅動，併聯在這一路的led將全部不亮，如果是採用恆流式led驅動，由於驅動器輸出電流保持不變，除了併聯在短路led的這一併聯支路外，其餘的led正常工作。假設併聯的led數量較多，驅動器的驅動電流較大，通過這顆短路的led電流將增大，大電流通過這顆短路的led後，很容易就變成斷路。由於併聯的led較多，斷開一顆led的這一併聯支路，平均分配電流不大，依然可以正常工作，哪麼整個led燈，僅有一顆led不亮。
如果採用穩壓式驅動，led品質不良短路瞬間，負載相當少併聯led一路，加在其餘led上的電壓增高，驅動器輸出電流將大增，極有可能立刻損壞所有led，幸運的話，只將這顆短路的led燒成斷路，驅動器輸出電流將恢復正常，由於併聯的led較多，斷開一顆led的這一併聯支路，平均分配電流不大，依然可以正常工作，哪麼整個led燈，也僅有一顆led不亮。
通過對以上分析可知，驅動器與負載led串並聯方式搭配選擇是非常重要的，恆流式驅動功率型led是不適合採用併聯負載的，同樣的，穩壓式led驅動器不適合選用串聯負載。
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