多管齐下,构筑大功率LED散热新模式

上网时间: 2014年07月09日? 作者:刘恒? 我来评论 【字号: ? ?小】

关键字:大功率LED散热? 大功率LED? LED散热新模式?

优化选择驱动电源架构

除了LED封装环节之外,从整体灯具的角度出发,散热和防护已成为导致电源故障的两大因素,这与驱动芯片、电路架构都有着密切的联系。要降低LED电源的故障率,就必须在LED电源模组的开发过程中实际了解使用环境,制定出合理的LED驱动设计准则,并依此来验证产品。

多管齐下,构筑大功率LED散热新模式_《国际电子商情》聚积科技股份有限公司照明产品总监何宜睿_1
聚积科技股份有限公司照明产品总监何宜睿

“应该以灯具整体为出发点来考虑电源设计,”聚积科技股份有限公司照明产品总监何宜睿说,“LED灯本身就是一个热源,不同的电源架构具有不同的转换效率差异,因而也会产生不同程度的热量。”举例来说,线性恒流电源与开关切换电源相比,两者最大的不同之处在于线性恒流可能会因为输入及输出条件的差异(如输入电压不稳定或LED正向电压飘移),而在芯片部分出现不同程度的热堆积,对热的风险性也相应增高。但另一方面,线性恒流电源架构较简单,成本相对低廉,因此,在供电电压较为稳定的先进国家、且对产品可靠性要求未必太高的灯具中,采用这一电源架构不失为一种压低成本的理想方法;但对于那些强调高可靠性的商用产品来说,有时更注重的是组件的单点热度及整体效率,采用开关电源会较适合于这一类商用灯具的开发。

其次,目前市面上较大功率LED灯具产品的电源驱动芯片又可分为内置或不含MOSFET方案两种。在选择上,何宜睿提到,一些空间较受局限的灯具如果采用内置控制芯片整合MOSFET方案的驱动产品,会较易满足小型化电源设计的需求,但功率上有一定的限制,且控制电路与MOSFET开关散热会堆积在同一封装内;而如果灯具内部有足够的空间,则可以考虑采用外置MOSFET方案,适当地分散组件摆放位置也可以有效地帮助电源内部产生的热量不会过度地集中在某一区块。

此外,根据外部环境温度在驱动IC上增加热平衡调整功能也是时下厂商的一个开发重点。尽管大多数电源IC设计都配有过热关机功能,可在高温环境下关闭IC,实现保护IC的目的,但仍然无法保护LED驱动电路,因为在大多数情况下,当控制IC关闭时,工作温度仍远高于电解电容器的安全工作温度。为此,Dialog公司开发的内置过热保护(OTP)降额专利技术旨在监测密封SSL灯泡内的温度,通过配置的一个NTC电阻器,当灯泡内的温度达到预先设定的温度时,驱动IC将以细微步长逐渐降低进入LED的电流;当温度降下来后,它再无缝地恢复亮度,全程无需让灯泡停止工作。通过这种方式可最大限度地降低灯泡内的工作温度,避免超过电解电容器的额定温度,从而解决灯泡过热而造成产品寿命缩短的问题。

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