优化LED灯泡的工作寿命的关键
灯泡提供了设计的灵活性,极端工作条件下仍会为灯泡提供完全的保护,设计者不必再担心这类问题。
LED已经发展到成本与光输出可与其它竞争方案相匹敌的阶段,LED照明正在努力地成为家居白炽照明的实用替代品。这一新技术的成功关键是驱动器的实现。要确保LED真正具有号称的长工作寿命,除了设计人员都在努力优化的效率和成本参数以外,其它因素也非常关键,如温度、调光控制与可靠性等。
LED 需要电路驱动器将标准的交流电压转换为可使用的直流电流与电压。
为使LED灯泡兼容标准的灯口,且不牺牲其工作寿命,设计人员必须以某种不会增加灯泡潜在故障机制的方式,将驱动电路与灯泡整合到一起。
驱动电路要将高的交流电压转换为低的直流电压,因此必需做电气隔离。一种方案是采用实时波形分析,通过隔离变压器初级端检测LED电流,这样,无需来自输出端的直接反馈,就可以保持对LED串的严格恒流调节。
驱动LED的两步方案是在前面用一个升压转换器,为调光器提供所需要的负载阻抗(减少可能造成损坏的浪涌电流),并且使输入电流与线路电流同相,从而提高了电路的整体功率因数。
全球各地政府都出台了要求白炽灯逐步退市的规定,这推动了向固态照明技术的转变。LED照明较传统方式有明显的优势,尤其是LED灯泡提高了每瓦流明性能,而降低了每流明的成本。
LED技术与被替代的传统白炽灯相比,主要好处是更长的工作寿命,以及更低的每瓦小时工作成本。比起相对脆弱的白炽灯和荧光灯,固态照明技术的坚固性是对消费者的重要卖点。白炽灯的典型寿命大约是1000小时(参考文献1)。而LED灯泡号称有5万小时以上的工作寿命(参考文献2),同时在等效光输出下,功耗只有前者的约20%.
但是,如果设计者不采取一些必要的预防措施,LED照明就可能无法向消费者兑现约25年无需更换灯泡的承诺。LED及其驱动电路的复杂性与可靠性(还必须与传统调光技术兼容)都是设计者必须考虑解决的问题,这样才能获得最长的LED照明系统工作寿命。
LED正常工作要求有恒定的直流电流,且电压远低于整流后的交流线电压,因此需要将标准交流电压降低到可用电平的驱动电路。要使LED灯泡与标准灯口兼容,设计者必须将驱动电路集成在灯泡内。如果处理不当,这种整合就会增加LED灯泡发生机械故障的可能性。
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