LED照明电源设计中,存在以下设计问题:电解电容寿命与LED不匹配,LED灯闪烁的常见原因及解决方法,PWM调光对LED寿命的影响,以及使用 TRIAC 调光来控制 LED 亮度的潜在问题。下面讨论这些问题的原因和解决方案
电解电容寿命与LED寿命不匹配的问题
LED照明的一个重要考虑因素是LED驱动电路和LED本身的工作寿命应该相当。 虽然影响驱动电路可靠性的因素很多,但电解电容对整体可靠性有着至关重要的影响。 为了延长系统的工作寿命,需要有针对性地分析应用中的电容,选择合适的电解电容。
事实上,电解电容的有效工作寿命受环境温度和作用于内部阻抗的纹波电流引起的内部温升的影响很大。 电解电容器制造商提供的电解电容器的额定寿命是基于暴露在最高额定温度环境和施加的最大额定纹波电流。 典型的电容器在 105°C 时的额定寿命可能为 5,000 小时,与额定水平相比,电容器实际承受的工作应力越低,有效工作寿命就越长。 因此,一方面选择额定工作寿命长、能够承受较高额定工作温度的电解电容当然可以延长工作寿命。 另一方面,根据实际应力和工作温度,您仍然可以选择额定工作温度和额定寿命更低的电容器,从而提供更低成本的解决方案; 从另一个角度考虑,在设计中考虑保持合适的应力和工作温度,可以有效延长电解电容的工作寿命led调光器,使其更能匹配LED的寿命。
例如,离线 LED 驱动器设计选择了 的 ECA 铝电解电容器,额定值为 1,000µF、25 V、850 mA、2,000 小时和 85°C。 假设环境温度为 50°C,该电容器的使用寿命超过 120,000 小时。 因此,尽量使LED驱动电路工作在合适的温度条件下,妥善处理散热问题,以实现LED驱动电路与LED工作寿命的匹配问题。
一般来说,如果必须在LED驱动电路中使用电解电容,则必须努力控制电容的施加力和工作温度,以最大限度地提高电容的工作寿命并匹配LED的寿命。
LED灯闪烁的常见原因及解决方法
正常情况下,人眼能够感知频率高达 70 Hz 的光闪烁,但无法感知高于此频率的光。 因此,在LED照明应用中,如果脉冲信号中含有频率低于70Hz的低频成分,人眼就会感觉到闪烁。 当然,在具体应用中led调光器,可能导致LED灯闪烁的因素有很多。 例如,在离线低功耗 LED 照明应用中,常见的电源拓扑是隔离式反激式拓扑。 由于反激稳压器的正弦方波功率转换不会为初级偏置提供恒定能量,因此动态自供电 (DSS) 电路可能会激活并导致光闪烁。 为避免此问题,必须让初级偏置每半个周期进行一次部分放电,因此,需要适当选择构成此偏置电路的电容器和电阻器的大小。
此外,即使在使用提供出色功率因数校正并支持 TRIAC 调光的 LED 驱动器的应用中,也需要电磁干扰 (EMI) 滤波器。 TRIAC阶跃(step)感应的瞬态电流激发了EMI滤波器中电感和电容的自然谐振。 如果此谐振特性导致输入电流降至 TRIAC 保持电流以下,则 TRIAC 将关闭。 短暂延迟后,TRIAC 通常会再次导通,激发相同的谐振。 这一系列事件可能会在输入电源波形的一个半周期内重复多次,从而导致可见的 LED 闪烁。 为了解决这个问题,TRIAC 调光的一个关键要求是 EMI 滤波器的输入电容极低,并且这个电容应该通过 TRIAC 和绕组阻抗去耦。 根据公式,如果减小调光模块中的电容,则可以增加谐振电路的电阻,从原理上可以抑制振荡,恢复所需的电路运行。
PWM调光对LED寿命有什么影响
LED本身的寿命很长,PWM调光不会损坏LED的预期寿命; 即使因为 PWM 调光有助于减少 LED 产生的热量,它实际上也有助于延长 LED 的预期寿命。 当然,在系统设计中,需要对LED温度进行有效的检测和控制,以保证LED的可靠工作,体现其长寿命、低维护成本的优势。
使用 TRIAC 调光调节 LED 亮度的潜在问题
TRIAC调光是目前市场上比较流行的一种调光方式。 TRIAC 调光器最初是为白炽灯设计的,但这种方法也有其局限性,例如增加电路复杂性,影响功率因数,调光水平相对有限。 对此,部分半导体厂商推出新品,采用临界导通模式(CrM)反激式架构,以单级拓扑结构提供高于0.95的功率因数,即使在低电平下也能提供极高的能效,满足各种需求规格。 要求和整体系统光效要求。
购买LED灯时要注意的细节
光通量
消费者在收到一盏灯时,习惯于用电量来评估照明水平。 但是,由于LED技术在不断发展led调光器,我们不得不改掉这个习惯。 灯发出的光量以流明表示。
为了更好地理解; 让我们比较两个 LED 灯。 假设一个是 5W 500 lm,另一个是 10W 450 lm。 它不是 10W 灯,而是 500LM 5W LED 灯可以提供更多的光。
色温(开尔文)
您应该注意的另一个问题是色温。 2700K和3500K系列相当于白炽灯,推荐家庭用户使用。 这个范围被称为暖白色。 其他的是白色和冷白色。
有些消费者可能因为习惯而认为冷白比较好。 但是led调光器,请不要忘记家庭使用的首选颜色是暖白色。
活性因子 (lm/W)
另一个术语是有效性因素。 它是通过将流明值除以瓦特获得的。 这意味着它每瓦产生多少光。 如果想通过高效照明来节约能源,就应该选择高效率的LED灯。
再次回到上面的例子; 我们的第一盏灯的效率为 100 流明/瓦,第二盏灯的效率为 45 流明/瓦。 为了实现更高效的照明,我们必须选择效率系数为100 lm/W的产品。
散热性能
制造商可以指定长达 50,000 小时、100,000 小时的使用寿命。 但是,这些数字一般是LED厂商在一定条件下所获得的测试结果所达到的数字。
灯具制造商为了达到其使用寿命,不应超过 LED 发生器设定的限制。 在这里,温度是直接影响 LED 寿命的重要问题。 因此,LED灯具要有良好的散热设计和冷却液。
功能控制
调光开关设计用于白炽灯。 由于电路设计原因,大多数 LED 灯不兼容调光开关。 您可能需要为可调光 LED 灯支付更多费用。
办公室照明小贴士:
使用自然光,调整光照水平(使用),使用 LED 面板或表面形式的固定装置,使用 4000k 的光色
充分利用自然光
办公室窗户结构、百叶窗和百叶窗等。我们需要通过手动和/或自动调节系统将阳光引入我们的办公室。 当我们无法在日落时将日光带入办公室或没有阳光时,我们可以利用人造光源。
调整(调整)光照水平
高要求和不足的照明水平都会让我们不便看到和感知。 它还会降低我们的性能。 对于普通办公环境,350 - 550 lux 的照度水平是可以接受的。 看亮物体取决于对比度。 对比度测量与对象的颜色和照明级别有关。 在照明水平方面,办公室走廊需要低于办公室工作环境。
这不是推荐的条件,因为它会导致高水平的光线、眩光和眩光。 同样,选择眩光系数低的照明灯具可以增加我们的视野。
使用 LED 面板或表面形式的灯
LED面板灯是办公室照明的理想选择,提供足够的照明舒适度和节能效果。 广角面板灯具提供广阔区域的照明,而不是提供照明的窄角产品,使我们能够达到最佳效果。
使用4000K色温
大量研究和经验的结果是,办公室的理想照明色温是 4000K。
使用灵活的照明
照明所需的光照水平因人或完成工作而异。
最好的解决方案是选择一个提供可变级别的系统 - 无论是 DIM 还是亮度级别。 这也支持能源效率。
减少蓝光
光线不仅会影响视觉条件,还会影响我们的生物功能和情绪。 ,蓝光让我们在早上、中午和午后感到精力充沛。 然而,傍晚和日落之后的蓝光会影响我们的睡眠模式。 最好的解决方案是使用可调节色温的产品。 同样,使用过滤器来减少计算机屏幕上的蓝光水平可能会有用。
如何在办公室使用人工聚焦照明
科学研究表明,以人为本的照明可将生产率提高约 20%,员工积极性可显着提高。
LED 的色温可以从 3000K 到 6000K 不等。
儿童房的灯光?
孩子的卧室对他们来说是一个重要的区域。他们可以在这里玩耍、阅读、睡觉和发展他们的想象力
头灯
为儿童房提供照明时,应使用筒灯或其他吸顶灯。 这对于一般任务和游乐场照明是必要的。 小吊灯和白色圆形吊灯现在似乎很受儿童房的欢迎。
可调光照明
如果孩子不喜欢在黑暗中睡觉,可以在天花板灯上放置一个调光器,并在睡眠期间将光线调到非常低的水平。 因此,孩子在光线下会感到安全并且可以舒适地入睡。 调光器有助于将光线调节到适合儿童的水平。
床头灯
如果您的孩子需要在睡前阅读,床头有充足的照明很重要。 当孩子半夜醒来去洗手间或喝杯水时,这款灯非常有用。
小夜灯
夜灯是被迫在黑暗中睡觉的孩子的完美解决方案。 另一个不错的选择是夜光产品。 这些非常有用,因为它们发出的光很少,并且不需要电力来运行。 这些产品可以是天花板上闪亮的星星,也可以是墙上的动物形象。
灯饰结合
您可以根据孩子的需要评估照明选项。 将房间的装饰与您孩子最喜欢的颜色相结合。
CRI是显色指数,表示物体在光照下与其真实颜色的接近程度。 这个数字越接近 100,光线中的物体越接近其真实颜色。 如果使用 CRI 值较低的照明灯具,客户可能会遇到色觉问题,这可能会影响购买决策。
在花店,建议使用 CRI 为 90 或更高的照明设备。
虽然有色温2700K的白炽灯,但最能模仿自然光; 一些研究和用户体验表明,在这些区域6500K冷白光显示器有利于使用浅色照明。