led驱动电源范文1
Abstract： A principle block diagram of power supply for LED driving based on PWM controller IC was presented. Using the PWM IC FAN7554 as the main microchip to design a fly-back LED drive that is designed with an output power of 120W， an output voltage 33V and an output current 0.9A. The circuit can supply drive power for a LED array with 30 tubes with the power of 1 W by using 10 in series and 3 in parallel. And introduces the operation principles of the designed circuit. The power supply for LED driving of this design has passed a series of related electric tests and it has got some satisfactory results in the actual operation， capable of entering the low power LED lighting market， and can be a reference for high performance， low cost low-power LED power supply design.
关键词： 脉冲宽度调制；FAN7554；反激式；LED驱动电源
Key words： PWM；FAN7554；fly-back；LED driver power
中图分类号：TN6 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0104-03
0 引言
LED作为新型绿色环保光源，具有亮度高，发光效率高，寿命长以及工作电压低等特点，具有广阔的应用前景，但是LED照明中的驱动电路部分却是目前制约其发展的一个重要瓶颈之一[1-3]。为了LED管稳定的发光，需要设计出LED恒流恒压驱动电源。本设计利用FAIRCHILD公司的FAN7554作为PWM控制器，设计了一款输出电压范围为33V～37V，输出电流0.9A的30W LED驱动电源。通过对其EMI（电磁干扰）滤波电路、PWM控制电路、反馈控制电路、反激式变换电路、各种保护功能电路等进行设计和制作，成功地实现了反激式LED驱动电路，该驱动电源具有结构简单、成本低廉、节能高效和稳定可靠等特点。
1 LED驱动电源的组成
本文设计的LED恒流驱动电路的工作原理框图如图1所示。它主要由输如EMI滤波电路、PWM控制电路、反激变换电路、光耦反馈电路、电流环恒流控制电路、保护电路等组成。交流电输入经EMI滤波电路及整流滤波电路后，由光耦的反馈信号调整PWM控制电路输出的脉冲信号宽度，从而对滤波之后的输入信号大小进行控制调节，再通过反激式变换电路进行电压变换。以电流型PWM控制芯片FAN7554为控制器件组成的恒流恒压控制电路，将电流取样信息和电压采样信息分别经电流比较器处理后由光耦反馈至变换级驱动端，实现电流电压控制调节，最终提供稳定电流和稳定电压，驱动LED负载。在保护电路方面主要有浪涌保护、欠压保护、过压保护和高频MOS管保护等。
2 LED驱动电源电路设计及原理分析
2.1 核心元件概述
FAIRCHILD公司提供的FAN7554芯片集成了一个固定频率的电流模式控制器。图2为FAN7554芯片的内部结构，该芯片具备软启动、通断控制、过载保护、过压保护、过流保护和欠压锁定等功能，这为电路简单、成本低廉的LED驱动电源电路设计方案提供了所需要的一切。芯片没有集成高频MOS管，在设计时需要与独立高频MOS管组成实现PWM控制电路，这极大方便了设计者进行调试与维修，这主要是因为设计者一般会对LED驱动电源中的高频MOS管的PWM信号进行观察和测试，且LED驱动电源工作时高频MOS管损坏的概率较大。
图3为LM358双运算放大器的引脚功能图，其内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器。LM358的主要特性有：直流电压增益高达100dB；单位增益频带宽约1MHz；单电源电压范围宽为3～30V。这些特性决定了LM358适合于LED驱动电源的误差放大电路的设计。
2.2 基于FAN7554芯片的30W LED驱动电源电路设计
根据LED驱动电路的原理框图，设计了如图4所示的基于FAN7554芯片的30W LED恒流恒压驱动电源的电路原理图，该驱动电源LED负载采用30只功率为1W的LED管进行10串3并混联方式组成的LED阵列，组内所有的LED管电压额定值为33V、电流额定值为0.9A，光功率约为30W，设计要求LED驱动电源效率大于80%，则电源输入功率约为37.5W。考虑到小功率LED驱动电源对功率因数不做要求，在低成本设计的前提下本设计没有采用无源功率因数校正电路。
2.3 基于FAN7554芯片的30W LED驱动电源电路原理分析
①LED驱动电路的电源。
LED驱动电源的供电电源是220V/50Hz交流电。
②浪涌保护电路。
采用保险丝F1、负温度系数的热敏电阻RY1、RY2、电阻R21、R22和电容C16设计浪涌保护电路。当满载开机时，C6电压不能突变，相当于短路，导致输入电压很大。而热敏电阻在冷态时电阻很大，可起到限制输入浪涌电流的作用。在电源接入端加入防止浪涌保护电路，主要是用来防止由于雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压，造成LED驱动电路核心器件的损坏。
③EMI滤噪电路。
采用电感L3、电容C13、C7和C8设计EMI滤噪电路，主要是为了滤除共模和差模噪声，并提供放电回路。
④整流电路。
采用DB107设计桥式整流电路，将双相输入交流电转换成单相交流电。
⑤前端电感电容复式滤波电路。
采用电容C6、C3和电感L1设计电感电容复式滤波电路，不仅起到过滤噪声的作用，同时还起到将单相交流电转换成纹波较小的直流信号的作用。
⑥过压保护和欠压保护电路。
FAN7554芯片的电源主要来源于由变压器T1的6号管脚和1号管脚组成的次级线圈，在芯片电源管脚与模拟地之间反向接入稳压二极管D9，起到过压保护作用，从而保证芯片的电源电压不高于18V。当次级线圈供电不足时，由R2电阻和R5电阻组成的欠压保护电路，芯片电源直接由整流后的直流电源提供电源，实现了欠压保护功能，从而保证芯片的电源电压不低于18V。
⑦高频MOS管保护电路。
采用电阻R3、电容C2和二极管D6设计高频MOS管保护电路。当高频MOS管截止时，如果不是高频MOS管保护电路为电感所存储的电磁场能量提供泄放回路，那么电感所存储的电磁场能量将直接注入高频MOS管，从而在MOS管上产生过大的电压应力，甚至损坏MOS管[4，5]。
⑧LED负载电源电路。
在变压器T1和MOS管完美配合工作下，实现了将输入电能量耦合至LED负载端和恒压恒流电路两部分电路中。LED负载的电能量由变压器T1的12号管脚和9号管脚组成的次级线圈提供，为了防止负载的电流回流至次级线圈，在次级线圈的12号管脚和LED负载之间正向并联接入二极管D2和二极管D4。可是为了防止加在D2和D4并联电路两端的电压过大而损坏它们，因此在D2和D4的并联电路两端并联上由R1和C1组成的串联电路；LED负载端的电感电容复式滤波电路由电容C4、C5、电阻R4和电感L2组成，不仅起到滤除噪声的作用，而且还起到了将单相交流电转换为纹波较小的直流电的作用。
⑨反馈控制电路。
为了实现稳定的LED驱动电源，加入了电压采样和电流采样电路，通过LM358双运放将所采样的电压值、电流值与相应的基准电压值、基准电流值相比较后转换为误差量，该误差量通过光耦器件PC817反馈至FAN7554芯片的反馈管脚达到调整高频MOS管脉冲宽度的目的，从而实现对LED负载的输出电压、电流调节[6，7]。
3 总结
本文提出了一种基于PWM控制芯片的小功率LED恒流恒压驱动电源的电路架构，并利用FAIRCHILD公司的PWM芯片FAN7554作为主控制器，设计了一款功率达30W的反激式LED驱动电源，其输出电压为33V，输出电流为0.9A，可为30只功率为1W的LED管采用10串3并混联方式组成的LED阵列提供驱动电源。通过对其EMI（电磁干扰）滤波电路、PWM控制电路、反馈控制电路、反激式变换电路、各种保护功能电路等进行设计和测试，通过对其EMI（电磁干扰）滤波电路、PWM控制电路、反馈控制电路、反激式变换电路、各种保护功能电路等进行设计和测试，结果表明其恒流效果好，输出电压纹波低，成功实现了该反激式LED驱动电源，这对设计高性能、低成本的小功率LED驱动电源具有一定的指导意义。
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led驱动电源范文2
摘要：随着LED技术的日益成熟，LED已经被应用到很多领域，特别是在大功率商业照明领域，LED凭借其具有节能、长寿命、可靠性高、低成本等优点，充分地展现出高性价比的特点。本文设计一种反激式原边反馈低成本方案的驱动电源，在100-240V电压范围内输出电流精度达到±5%，功率因数大于0.9，效率大于85%，并具有过压、短路保护功能。通过分析其工作原理并对具体参数给出详细的计算过程。对LED驱动电源工程师在设计的过程中具有一定的参考价值。
关键词：原边反馈；MPS4021；LED电源
中图分类号：TM402文献标识码：A
1引言
LED作为新型的节能光源，具有高光效、环保、长寿命等特点。LED使用时需要恒流输出的驱动电源，目前大多数采用次级反馈方案[1-2]，该方案从输出端进行电流采样，再通过运算放大器将信号进行放大后利用光耦进行初次级隔离反馈控制。该方案输出电流精度较高，但反馈电路元件较多，成本相对较高。本设计采用反激式原边反馈低成本方案，通过检查高频变压器初级绕组的电流实现对次级输出电流的控制，输出电流精度可达到±5%，基本达到LED驱动电源对电流精度的要求，并且集成了功率因数校正电路，所设计电源功率因数大于0.9，能够符合能源之星对灯具功率因数的要求。电路结构简单、低成本、高可靠性，在现有市场上具有一定的竞争力。
2原边反馈方案的工作原理
原边反馈方案具有结构简单、低成本、高可靠性等优点。变压器起到变压和传递能力的作用，控制芯片通过检测反激变压器初级绕组的峰值电流来控制次级绕组的输出电流[3-4]。如图1所示，电路反馈具有两个反馈环，一个是通过辅助绕组检查输出电压信号的电压外环，另一个是通过检查初级绕组的峰值电流的电流内环。通过设计好这两个反馈环路，提高系统的稳定性，可以得到较高精度的输出电流。
3基于MPS4021控制芯片的电路设计
MPS4021是一个初级端控制的离线LED照明控制器。原边控制可以显着简化了LED照明驱动系统消除了光电耦合和在一个孤立的单级转换器的次级反馈组件[5-7]。其专有的实时电流控制方法，可以从检测初级电流来准确地控制次级输出电流。内部集成了电流精度补偿模块，可以提高线路的LED电流精度。
如图2 MPS4021芯片引脚功能图所示，MPS4021集成了功率因数校正功能，并在临界导通模式下工作。功率因数校正功能可以实现在通用电压范围内PF>0.9。边界导通工作模式可减少开关损耗，提高了EMI性能。极低的启动电流和静态电流，可以减少功率消耗，同时MPS4021提供了多种先进的保护措施，包括过电压保护，短路保护，逐周期电流限制和热关断，以提高系统的安全性。
本设计采用MPS4021方案设计一种反激式原边反馈低成本的驱动电源，LED灯板为14串29并排列，本设计选用406颗3528灯珠芯片做为LED负载，每颗灯珠正向导通电压Vf为3.0V-3.4V，工作电流If为20mA，输出电压额定值为45V、输出电流额定值为580mA，LED灯光功率约为26W，设计要求驱动电源效率大于85%，则电源输入功率约为30W。具体电路原理图如图3所示，驱动电路主要包括浪涌保护电路、功率因数校正电路、MOS管驱动电路、RCD吸收回路、电流反馈电路和过压、短路保护电路。每一模块电路合理地设计可以保证电源稳定的工作，提高电源的可靠性，本文主要分析电流反馈电路和过压、短路保护电路并给出了反激变压器的详细计算过程。
4结论
本文采用了MPS4021方案设计了一种反激式原边反馈低成本的驱动电源，双闭环反馈系统，电流内环反馈保证了电源输出电流的稳定，电流精度达到±5%，同时电压外环反馈也保证了过压、短路等故障时系统的可靠性。本设计分析原边反馈方案的工作原理，并对驱动电源的反馈电路、保护电路和高频变压器进行了详细的计算。最终所设计的产品经验证能够达到预期设计的效果。
参考文献
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led驱动电源范文3
关键词：LED；稳定性；发光强度
中图分类号：TN312.8 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）32-7761-02
Abstract： In order to calibrate space optical instrument on orbit ，LED Light Source must be provided with stable luminous intensity in Radiometric Calibration.This paper analyzes LED's characteristics and influence factors of radiometric calibration LED light source ，then， the LED drive circuit is Given，and the relationship between the circuit parameters and the driving current is described.Finally ，the driving circuits meet the requirements of the output current accuracy of 0.1%.
Key words： LED；stability；luminous intensity
1 概述
半导体发光二极管简称为LED。由含镓、砷、磷、氮等的化合物制成的二极管。当电子与空穴复合时能辐射出可见光。LED只能往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过时，电子与空穴在其内复合而发出单色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、颜色跟其所采用的半导体材料种类与掺入的元素杂质有关。具有效率高、寿命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。白光LED的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，应用领域越来越广泛。
在空间卫星应用领域，LED作为辐射定标光源非常广泛。LED拥有寿命长、稳定性高、功耗低、发光效率高、体积小、抗冲击抗振动性强等诸多优点，使其十分适合在苛刻的空间环境中使用。
辐射定标光源作为辐射量已知，辐射输出稳定的标准光源应用。对于长期在轨工作的光学仪器来说，保证仪器稳定是首要任务，所以必须定期对仪器的响应度进行校正，才能完成空间探测任务。将LED用做星上辐射定标光源，根据卫星应用的实际需要，必须在外太空真空环境下工作数月甚至数年的时间。
2 LED基本特性
星上辐射定标光源要求具有足够的光能、较高的色温、稳定的光谱和辐射输出；由于星上辐射定标光源是卫星有效载荷的一部分，卫星有效载荷工作在高真空的外层空间，环境条件极为苛刻，LED作为星上辐射定标光源除了能够适应一般条件外还要能够在空间环境中正常、稳定地工作。除了要求LED光源的机械稳定性、光学稳定性和电学稳定性外，对于其寿命、体积、能耗、灵敏度和辐射强度等都要有严格的要求。
运算放大器U21根据取样电阻R22和R23的电压值负反馈，进行动态调整场效应管Q21的GS间电压。当LED灯串联回路中受到干扰，或者LED内阻微小发生变化时，假设LED电流变大，此时取样电阻的反馈电压也随之变大，运算放大器输出电压进行调整，G端电压变小，GS间电压变小，场效应管电流变小，从而保证LED电流恢复到恒定值。场效应管等效为受运算放大器调整的可变电阻，对串联回路进行电流调整。
输出电流的稳定性主要取决于基准电压的稳定性和取样电阻的稳定性，AD586TQ基准电压长期稳定性为15ppm/1000h，取样电阻选用金属膜电阻，输出电流的稳定性远远满足0.1%/h。
电路受环境温度变化影响分析：AD586TQ基准电压芯片，温度系数小于10ppm/℃，取样电阻温度系数小于±100ppm/℃，当环境温度变化为10℃时，输出电流最大偏差至20.02mA，小于0.1%。当环境温度变化大于10℃以上时，若进一步提高输出电流稳定性，使其保证在0.1%以内，则需要选择温度系数更小的电阻，比如±25ppm/℃。但LED灯光强的稳定性不仅仅取决于LED电流，还与自身性能有关，从图2中可以看到LED发光强度与环境温度变化的关系曲线，当环境环境温度变化过大的时候，即使电流不发生任何改变，LED发光强度也会有所变化。所以当环境温度大于10/℃的时候，继续保证电流稳定度小于0.1%意义不大。若随环境温度变化，LED发光强度发生变化的程度不可接受，可采用电流补偿的方法进行弥补。
输出电流初始精度分析：AD586TQ基准电压芯片初始精度±0.05%，取样电阻由100欧姆和150欧姆构成，初始精度为±0.1%，输出电流初始值最差情况为20.03mA，可通过选取100欧姆和150欧姆电阻进行调整，完全可以保证输出电流0.1%精度。
4 结论
实验证明，影响辐射定标光源LED发光强度的因素很多，最主要的因素就是工作电流和环境温度。该驱动电路的精度和稳定性完全满足空间仪器辐射定标需要。如果辐射定标时间持续较长，必须要考虑LED所处的环境温度影响，可以增加温度补偿措施。
参考文献：
[1] 麦镇强，李凤有，任建伟，等.星上定标光源LED长期工作的稳定性[J].发光学报，2007，28（5）：748-753.
led驱动电源范文4
由于LED加工制造的特殊性,导致不同的生产厂家甚至同一个生产厂家在同一批产品中所生产的LED的电流、电压特性均有较大的个体差异。现以大功率1W白光LED典型规格为例,按照LED的电流、电压变化规律来做简要说明,一般1W白光应用正向电压为3.0-3.6V左右,也就是说,当标称为1W的LED在流过350毫安电流时,它两端的电压可能在3.1V,也可能在3.2V或3.5V也可能是其它值,为保证1WLED的寿命,一般LED生产厂家建议灯具厂用350mA的电流去驱动,当通过LED两端的正向电流达到350毫安后,LED两端的正向电压很小的增加,都会使LED正向电流大幅度的上升,使LED温度成直线上升,从而加速LED光衰,使LED的寿命缩短,严重时甚至烧坏LED。由于LED的电压、电流变化的特殊性,因此对驱动LED的电源提出了严格要求。
有些厂家担心LED电源驱动板选用电解电容会影响电源的寿命,其实是一种误解,比如:如果选用105度,寿命为8000小时的高温电解电容,根据通行的电解电容寿命估算方式“每降低10度,寿命增加一倍”,那么它在95度环境下工作寿命为16000小时,在在85度环境下工作寿命为32000小时,在75度环境下工作寿命为64000小时,如果实际工作温度更低,那么寿命会更长!由此看来,只要选用高品质的电解电容对驱动电源的寿命是没有什么影响的!
采用LED恒流电源来给LED灯具供电,由于在电源工作期间都会自动检测和控制流过LED的电流,因此,不必担心在通电的瞬间有过高的电流流过LED,也不必担心负载短路烧坏电源。
led驱动电源范文5
(广东职业技术学院，广东佛山528041)
【摘要】LED驱动电源在高职高专中是一门较新的课程，知识结构繁杂、注重实践能力，一般传统的理论教学不能满足行业人才培养的需要。介绍了构建基于校企合作平台的课程模式，将企业实际项目设计成为教学内容，利用校企合作进行项目与实境训练的教学，实施细致的考核方式等方面的教学改革探索。
关键词 LED驱动电源；校企合作；实践教学
TheCourseofLEDPowerDesignTeachingReformbasedonProjectTeachingandRealityofTraining
ZOUZhen-xingXIANGWei－bingJIANGYuHUANGHong－yong
(GuangdongVocationalandTechnicalCollege,FoshanGuangdong528041,China）
【Abstract】TheLEDpowersupplydesignisarelativelynewcourseinhighervocationalcollege,theknowledgestructure,payattentiontopracticalability,generaltraditionalteachingtheorycannotmeettheneedsoftheindustrypersonneltraining.Inthispaper,constructinguniversity-enterprisecooperationplatformbasedcurriculummode,theenterpriseactualprojectdesignbecometheteachingcontent,usingtheuniversity-enterprisecooperationprojectsandrealitypracticeteaching,theimplementationofdetailedexaminationwaytoexploreaspectsofteachingreform.
【Keywords】LEDpowersupply;University-enterprisecooperation;Practiceteaching
0引言
LED的发展使得其专业的划分越来越细，LED驱动电源是其中的一个比较特别的分支专业，驱动电源作为LED照明产业的能源保障，被比喻成系统的“心脏”，是保证LED系统正常、可靠运行的基础。现国内院校都比较少开设LED驱动电源专业课程或者开设了相对比较偏重理论的电源教学，使得在快速发展的LED行业里真正能从事电源设计人才缺口相对较大。
目前，LED驱动电源主要是以开关电源为主[1]，它的原理看似并不是很复杂，但实际要想设计一个合格的电源，要涉及电子电路、控制理论、半导体物理、磁学等众多学科，对设计者的专业要求很高，因此对在高职院校的初学者往往会历尽艰苦，仍不得其门而入。为了顺应地区LED行业对复合型人才的需求趋势，依托我院中央财政支持的LED新型光源专业建设的平台，我们开设了《开关电源与LED电源驱动设计》课程。对该课程进行以项目驱动、分层次和按企业岗位实施实境训练的教学改革。
1基于行业实际应用LED驱动电源项目，构建理论与实践技能相结合课程教学体系
通过走访相关企业进行调研分析，针对以LED驱动电源工程师等岗位具体要求和职责，以职业化培养为教学主线，构建了基于典型岗位能力的课程模式。《开关电源与LED驱动电源设计》是一门综合性课程，重在实际应用，兼顾技术理论分析计算和基础知识。所以改革要求在教学过程中，系统地、分阶段地引入不同技术含量的LED驱动电源项目作为载体，承载课程所涵盖的知识和技能。通过企业项目导向，使学生在学习、设计、分析LED驱动电源产品或作品的过程中逐步掌握专业的基本技能、核心技能和拓展技能。教学设计改革具体内容按企业项目教学实施时分为四大任务，其内容及课时安排如下表1所示。
设立了4大教学任务8个实训项目。通过项目任务教学激发学生的兴趣，利于培养学生的创造性思维。我们在实境教学设计中设置了多个模块的实训项目以及综合性较强的实践项目，有利于培养学生的综合职业能力。
课程总体开发流程如图1所示。将企业中LED驱动电源常见的设计项目细分与教材结合成上课的教学任务内容，一个工作任务可能涉及多个技能和知识点，而一个技能和知识点可以指导多个工作任务的实施。
项目细分为各个不同应用实境训练情境及任务知识点，内容循序渐进，难度由浅渐深，以利于专业知识的融会贯通。针对不同学生具有不同的学习基础，进行分层次教学，重点培养各自适应岗位的技能教学，使大部分学生具有一定特长的技能应用型专门人才。
图1《开关电源与LED驱动电源设计》课程内容设计流程
2充分利用社会资源共建校企合作平台，以职业化培养模式进行教学
LED驱动电源课程知识结构繁杂、注重实践能力，若采用传统的课程理论教学难以形成良好的学习效果，而且会使学生学习失去兴趣。在课程理论讲解过程中往往也会相对枯燥和难懂。本课程改革在校内从开关电源基本原理、LED驱动电源电路元器件电气特性等基础理论入手，到常用开关电源拓扑架构的详细讲解，常用开关电源拓扑在不同应用中的设计，再结合特定芯片的运用进行项目讲解，分析项目的输出特性、电源性能参数、可靠性以及稳定性等。除此之外，我们充分利用地区行业资源，加强与当地的LED企业祥新光电的协同创新合作，在祥新光电设立课程实训企业课堂-光电学院，大胆改革传统教学模式，大幅提高实验实训课比例，创造真实的企业环境和工作情境，灵活实行校内——校外——校内——校外的教学模式。充分利用校企合作平台，安排学生到电源车间实践，校企人员互派，双方指导人才培养，共同探索的现代学徒制教育，实现共赢互利。以基础、实用为原则，通过企业提炼选择实例项目，结合支撑知识与技术点的学习形式，循序渐近地讲解了LED驱动原理并进行相关应用项目的实践，学会主要基于开关电源的LED驱动拓扑设计的各种方法与要点[2]。形成依照基本技能训练、专业能力实训、实境训练三层的实践能力递进的培养方式。
课程改革是以针对电源设计的特点实施“以项目为导向、实境训练”的教学模式。课程设计的企业实境训练共有8个项目。LED驱动电源项目在“课内课堂”中学习、分析、设计，在“企业课堂”实境训练中认识、熟悉、实践，然后回到“课内课堂”总结、深化、理解,最后在“企业课堂”中检测、求证、掌握，形成校内——校外——校内——校外的灵活教学模式；学生还可再通过课余的“第二课堂”得到知识的巩固和发挥——即学生借助学校网络资源平台、开放的实训室环境，组成日常兴趣小组，参加各级别技能大赛，参与校内工作室项目工作等，使“课内课堂”、“企业课堂”中所学的知识、技能得到运用、扩展，自学能力得到加强，创新能力得到发挥。
利用社会资源共建良好的人才培养模式，以职业化培养为教学，创造真实的企业环境情景和项目任务，可以增强学生学习目的性、能动性和实现早期的职业生涯规划，有利于学生实践能力的锤炼、实践经验的积累，以及创新精神的培养，最终培养出真正符合社会需要的高素质技能型人才[3]。
3细化课程考核方式，强调知识、能力和素质的全面培养
考虑到LED驱动电源课程的教学设计的实践性强的特点，采用传统的理论考试方式，并不能很好激励学生和让学生掌握相关技能，所以在设计课程考核的方式时，采用理论考核与实践考核相结合，笔试与实践制作表现评价相联系的方式，强调知识、能力、素质的全面培养。具体考核点如表2所示。着重考核学生掌握所学的基本电路拓扑理论和技能，能综合运用所学知识和技能去分析电路、实践调试和测试电路、分析电路故障及排除电路故障的能力。
4结束语
基于项目驱动、实境训练的《开关电源与LED驱动电源设计》课程内容改革与实践正处于开始尝试阶段，从初步实施的效果看，学生在光电学院上课，能够很好进行技能的实际操练，对动手能力有极大的提高。专业课程体系的构建是高职教育培养高端技能型专门人才的重要环节，是决定如何培养学生，培养什么样学生的关键，也是高职教育特色所在。LED驱动电源课程的构建正是围绕“这个项目为什么这样做”、“怎么来解决项目问题”、“采用这种方法会有什么结果”等几个方向来进行。校企产学研结合是办好高职教育的重要措施，是解决就业的根本之路。通过与祥新光电的合作，在学生“学”的同时安排他们进行“产”的工作，学产结合，不断提高学生的实践能力、理论能力以及企业适应能力。该课程教改的目的就是在于更好培养学生在校时的实践能力同时更要培养学生进企业后的后续发展的潜力，主动适应社会，接收社会的洗礼和挑战，满足当代教育培养技能应用型人才的需要。
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led驱动电源范文6
【关键词】LED;可靠性;驱动电源;散热
1.引言
随着LED技术的飞速发展，LED灯具已经被人们广泛认可，发展潜力巨大，但是，目前还存在着标准和检测体系不完善的问题，导致市场上LED灯具的质量参差不齐，与理论上LED灯具的高可靠性有很大的差距，很大程度的限制了LED灯具更好的发展。本文主要对影响LED灯具的主要因素进行分析，并对提高LED灯具寿命的途径进行了说明。
2.影响LED灯具寿命的主要因素分析
LED灯具是由LED光源、驱动电源、散热部件以及透镜组合而成。通过以3WLED球泡灯为样品，在市场上选用多种品牌LED灯，进行高温老化实验和过流老化实验，实验结果显示，目前市场上一部分灯具的寿命是由LED光源的光衰和色衰引起的，另一部分灯具的寿命是由驱动电源的寿命决定，还有一小部分是由其他原因引起，如透镜的损坏导致了LED灯具无法使用。
2.1 LED光源影响LED灯具寿命
对于LED光源本身，它的寿命非常长，但是，LED光源总要装在灯具中才能使用，LED单独作用和LED在灯具中工作是有差距的[1]，从工作环境，电参数，热参数等方面都是有差别的。经过分析，LED光源的失效主要有以下几种失效模式，这几种失效模式中有任何一种失效模式出现，都会造成不同程度的LED失效，也可能同时引发其他的失效模式出现，进而加剧LED的失效。
（1）过热应力失效：是由于LED内部的温度大于其额定工作值或由于LED周期性的热量变化而引起的LED失效;
（2）封装失效：是在LED生产或者封装的过程中，由于方法不正确或其他原因而引起的LED失效;
（3）过电应力失效：是由于LED工作中的瞬时过高电流或承受高于额定电流值的参数而引起的LED失效;
（4）芯片失效：是LED芯片本身的缺陷或其他因素造成芯片的失效。
对LED光源来说，根据它的热学性能分析，LED的电能中只有一小部分转化为光能，还有大部分的电能要转化为热能，研究显示，电能光能转换的效率只有20%左右，还有大概80%的电能都转化成热能[2]。随着工作温度的上升，LED会产生光衰，从而导致失效。根据美国照明工程学会（IES）制定的LM-80标准显示，LED光源的寿命是以光通量参数随工作时间而衰减，通常情况，光通量衰减为初始值的70%时认为寿命终结。
2.2 驱动电源影响LED灯具寿命
对于LED灯具来说，除了LED光源的光衰问题是影响其寿命的重要参数之外，驱动电源质量的好坏也直接影响着LED寿命。驱动电源在LED灯具中的作用如心脏一样也是一个非常重要的部分，LED灯具不像其他照明产品可以直接使用市电工作，而是需要驱动电压在2-3V的范围之内才能驱动，因此对驱动电路的要求很高，对于不同使用条件下的LED灯，需要配套各自适用的电源适配器。驱动电源的寿命直接影响着LED整灯的寿命，尤其是驱动电源中的关键器件的寿命直接影响驱动寿命，如电解电容在高温下寿命会大大缩短，在电解电容的工作中，由于电解液的作用导致阳极金属氧化膜不断增厚，最终会使电容值C不断下降，同时，随着工作温度及工作时间增加，电解电容中的电解液会不同程度的挥发，导致驱动电源失效。在电子元器件中，通常有“十度法则”，即器件温度每升高10℃，则器件的寿命将会缩短1/3到1/2，因此可以看出温度对电子元器件影响较为显著[3]。
对驱动电源的设计一般要满足以下几点要求：
（1）工作稳定：驱动电源要与灯具的长寿命特性相适应，要求能长时间稳定工作。
（2）转化效率高：电源的效率高了，可以降低它的功耗，减少灯具内部的发热量，从而降低灯具的温升。
（3）浪涌保护：LED抗浪涌的能力较差，特别是抗反向电压能力较差，一定要重视驱动电源的浪涌保护。
（4）保护功能：在异常状态下，如LED开路、短路、驱动电路故障等，电路要对自身和LED起到良好的保护作用。
2.3 其他因素影响LED灯具寿命
除了LED光源的失效和驱动电源的失效，还有一些其他因素对LED灯具寿命都有影响。如：透镜在不同环境中容易受损或变形，导致LED灯具无法正常使用;封装的不合理导致LED整灯结构损坏，无法使用;防护措施不到位，使得潮湿、灰尘等因素对LED灯具的使用有很大影响。
3.提高LED灯具寿命的途径
3.1 提高LED光源的寿命
（1）对封装材料的质量严格把关，如导电胶、硅胶、荧光粉、环氧、固晶材料、基座等。
（2）封装结构合理设计，比如不合理的封装会产生应力、引起断裂等。
（3）提高工艺技术，比如固化温度、压焊、封胶、装片和时间等都要严格按照要求进行。
3.2 提高驱动电源的寿命
（1）选择高品质、长寿命的电容是提高驱动电源寿命的有效途径。
（2）降低流过电容的纹波电流和工作电压。
（3）提高电源驱动的效率，降低元件的热阻。
（4）做好防水处理等防护措施，同时要注重导热胶的选择。
3.3 解决好散热问题
温度对LED照明产品的寿命影响很大，散热设计的好坏是LED灯具寿命的一个关键因素。用同等质量的芯片放入不同设计的灯具中，寿命相差很大，甚至能达到几十倍，所以，一种灯具的设计成功与否，除光路系统以外，其散热系统起着决定性作用。
对LED灯具的设计要求热阻比较低[4]。LED散热一般包括系统级散热以及封装级散热，要降低灯具热阻就必须同时考虑这两种散热，封装级散热是在LED光源生产的过程中通过对封装材料、封装结构以及工艺水平的设计从而达到散热的目的。在封装散热设计方面，目前主要存在的有硅基倒装芯片结构，金属电路板结构散热，有固晶材料，环氧树脂等材料散热。系统级级散热主要是通过对相关技术的研究，从而对散热器进行创新和改进，随着大功率LED的普及，功率也越来越大，目前，系统级散热主要有热电制冷散热、热管散热和风冷强制散热等方法结构。
解决好散热问题是提高LED灯具寿命的有效途径，需要进一步的研究和创新。
4.小结
面对市场上LED灯具质量的问题，结合相关实验，对影响LED灯具寿命的主要因素进行了分析，主要存在LED光源引起的失效，LED驱动电源引起的失效，还有一些其他因素引起的失效。最后对有效提高LED灯具寿命的几种途径进行了说明，对LED灯具寿命的提高以及质量的保证有很大的意义。
参考文献
[1]陈超中，施晓红，等.LED灯具特性及其标准解析[J].中国标准化，2011.9.
[2]毛兴武，毛涵月，王佳宁，等.LED照明驱动电源与灯具设计[M].北京：人民邮电出版社，2011.5.
[3]毛昭祺，Marshall Miles，罗长春，等.提高LED驱动电源寿命和可靠性的方法[J].照明工程学报，2010.21（12）：38-40.
[4]周龙早.半导体照明封装的热量管理及失效分析研究[D].武汉：华中科技大学，2010.
