浅谈LED电源设计的核心难题

在LED电源设计中，存在以下几个设计难题：电解电容寿命与LED不相匹配、LED灯闪烁的常见原因与处理办法、PWM 调光对LED的寿命有何影响、利用TRIAC调光调控LED亮度的潜在问题。文中针对这些问题的发生原因和解决方法展开论述。

电解电容寿命与LED不相匹配的问题

LED电源的一个重要的考虑因素，就是LED驱动电路与LED电源的工作寿命应该能够相提并论。虽然影响驱动电路可靠性的因素有很多，但其中电解电容对总体可靠性有至关重要的影响。为了延长系统工作寿命，需要有针对性地分析应用中的电容，并选择恰当的电解电容。

实际上，铝电解电容的有效工作寿命在很大程度上受环境温度及由作用在内部阻抗上的纹波电流导致的内部温升影响。电解电容制造商提供的电解电容额定寿命是根据暴露在最高额定温度环境及施加最大额定纹波电流条件下得出的。在105°C时典型电容额定寿命可能是5，000小时，电容所实际遭受的工作应力相比额定电平越低，有效工作寿命也就越长。因此，一方面，选择额定工作寿命长及能够承受高额定工作温度的电解电容当然能够延长工作寿命。另一方面，根据实际的应力和工作温度，仍然可以选择较低额定工作温度和额定寿命的电容，从而提供更低成本的解决方案;换个角度说，在设计中考虑保持适当的应力和工作温度，可以有效地延长电解电容的工作寿命，使其更能与LED寿命相匹配。

举例来说，安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的离线型LED驱动器GreenPoint®参考设计选择了松下的ECA-1EM102铝电解电容，其额定值为1000µF、25 V、850mA、2，000小时及85°C。在假定50°C环境温度条件下，这电容的可用寿命超过12万小时。因此，尽力使LED驱动电路工作在适宜的温度条件并妥善处理散热问题，就能实现LED驱动电路与LED工作寿命的匹配问题。

总的来看，如果LED驱动电路中必须使用电解电容，那就必须努力控制电容所受的应用力及工作温度，从而最大程度延长电容工作寿命，以期与LED寿命匹配;另一方面，设计人员也应该尽可能地避免使用电解电容。

LED灯闪烁的常见原因与处理办法

通常人眼能够感知到频率达70Hz的光闪烁，高于这个频率则不会感知。故在LED照明应用中，如果脉冲信号出现频率低于70Hz的低频分量，人眼就会感受到闪烁。当然，在具体应用中，有多种因素可能导致LED灯闪烁。例如，在离线式低功率LED照明应用中，一种常见的电源拓扑结构是隔离型反激拓扑结构。以安森美半导体符合“能源之星”固态照明标准的8W离线型LED驱动器GreenPoint®参考设计为例，由于反激稳压器的正弦方波功率转换并未给初级偏置提供恒定能量，动态自供电(DSS)电路可能会激活并引发光闪烁。为了避免这个问题，必须使初级偏置能够在每个半周期部分放电，相应地，需要恰当选择构成这偏置电路的电容和电阻的量值。

另外，即使是在使用提供极佳功率因数校正、支持TRIAC调光的LED驱动应用中，也要求电磁干扰(EMI)滤波器。由TRIAC阶跃(step)引起的瞬态电流会激发EMI滤波器中电感和电容的自然谐振。如果这谐振特性导致输入电流降至TRIAC维持电流之下，TRIAC将会关闭。短暂延时后，TRIAC通常又会导通，激发同样的谐振。在输入电源波形的一个半周期内，这系列事件可能会重复多次，从而形成可见的LED闪烁。为了应对这个问题，TRIAC调光的一项关键要求就是EMI滤波器的输入电容极低，且这电容要能够通过TRIAC及绕线阻抗解耦。根据公式，调光模块中电容减小的话，就能够增大谐振电路的电阻，原理上就抑制振荡，恢复想要的电路工作。

PWM 调光对LED的寿命有何影响

LED本身的寿命很长，PWM调光并不会损及LED的预期寿命;甚至由于PWM调光帮助减小LED发热量，实际上还能帮助延长LED预期寿命。当然，在系统设计中，需要有效地检测及控制LED温度，保证LED可靠工作，体现其长寿命和低维护成本的优势。

　　光源在某方向的亮度为光源在该方向单位投影面积上的发光强度，一般使用表面亮度计、瞄准式亮度计测量表面亮度，有瞄准光路及测量光路2个部分。

　　LED灯具其他性能参数的测量

　　1、LED灯具电参数的测量

　　电学参数主要包括正向、反向电压和反向电流，关系到LED灯具能否正常工作，是判定LED灯具基本性能优劣的依据之一。LED灯具的电性参数测量有2种：即电流一定的情况下，测试电压参数；电压一定的情况下，测试电流参数。具体方法如下：

　　(1)正向电压。给待检测的LED灯施加正向电流，其两端会产生电压降。调节电流值确定的电源，记录直流电压表上的相关读数，即为LED灯具的正向电压。根据相关常识，LED正向导通时，电阻较小，使用电流表外接法比较精确。

　　(2)反向电流。给被检测的LED灯具施加反向电压，调节稳压电源，电流表的读数就是被测LED灯具的反向电流。与测量正向电压同理，因为LED反向导通时电阻较大，采用电流表内接法。

　　2、LED灯具热学特性测试

　　LED的热学特性，对LED的的光学特性、电学特性有重要影响。热阻和结温，是LED2大主要热学特性。热阻是指PN结到壳体表面之间的热阻，即沿热流通道上的温度差与通道上耗散的功率之比，结温是指LED的PN结的温度。

　　测量LED结温与热阻的方法一般有：红外微象仪法、光谱法、电学参数法、光热阻扫描法等。采用红外测温显微镜或微型热偶测得LED芯片表面温度作为LED的结温，精确度不够。

　　目前普遍采用的电参数法是利用LEDPN结的正向压降与PN结温度成线性关系的特性，通过测量不同温度下正向压降差得到LED的结温。

17、老百姓一年买灯的频率太低，虽然我们对照明应用企业感兴趣，但走O2O之路的照明应用企业我们是肯定不会投资的。

18、很多人说要做照明产业垂直的重度平台，这是痴人说梦话，做不成。从整个产业链来说，我认为，只有B2B会有机会——整合上下游供应链，引入互联网金融杠杆，做大平台，才是好方向。

作为资深投资人，陈晓海说，不再投芯片、封装，偏爱下游应用，听起来是好有道理的。只是，LED照明应用企业千千万，弱水三千，怎取最爱那一瓢？是个大问题。

作为资深投资人，陈晓海还说，突围方向就在于——卖身、转型、拥抱资本。站在什么位置，做什么事，他站在资本的肩膀上，见证过资本的威力，相信资本力量自然也是正确的。只是，LED照明企业，需要更清醒：可以拥抱资本，但更要不改实业初心。