據統計， LED 管的故障70％來自封裝，而 LED 照明器產品所產生的故障80％左右來定性已經達到比較好的水平，即使說有問題也是由于光衰的原因，這主要是散熱設計的不合理造成的。直接壞死的情況已經非常少，相對來說電源的問題要嚴重得多，一出現問題一般是直接死燈或者閃爍，而且出現的故障率是比較高的。所以對于設計者來說，開關電源的方向是高頻、高可靠、低耗、低噪聲、抗干擾和模塊化。由于開關電源輕、小、薄的關鍵技術是高頻化，在鐵氧體材料上加大科技創新，以提高在高頻率和較大磁通密度下的磁性能， LED 驅動對電源有以下要求。

1．應有的保護電路

電源在設計中必須具有過流、過熱、短路等保護功能，以避免損壞用電設備或開關電源。一般有的用 IC 可以解決。

(1）浪涌保護。浪涌保護器（ Surge Protection Device , SPD ）是電子設備雷電防護中不可缺少的一種裝置，電涌保護器的作用是把竄入電力線、信號傳輸線的瞬時過電壓限制在設備或系統所能承受的電壓范圍內，保護被保護的設備或系統不受沖擊而損壞。一般1000V以下一般稱浪涌保護器，3kV以上一般稱避雷器，用來抑制直擊雷、感應雷以及操作過電壓浪涌保護要求。因為 LED 抗浪涌的能力是比較差的，特別是抗反向電壓能力。在電路設計時必須加強這方面的保護。比如 LED 路燈，由于電網負載以及雷擊的感應，從電網系統會有浪涌出現，這些浪涌會導致 LED 的損壞。因此郎特照明 LED 驅動電源要有抑制浪涌的侵入，保護 LED 不被損壞的能力。

(2) PTC 保護。選用合適的保護電路，既可保護模塊性能質量，又不增加太多的成本。電源除了常規的保護功能外，最好在恒流輸出中增加 LED 溫度負反饋，防止 LED 溫度過高，電路必須加溫度負反饋，因為 LED 是一種負溫度系數器件，也就是當溫度升高時，伏安特性向左移動，如常溫25℃時 LED 最佳工作電流20mA，當其結溫增加50度時， py 電壓 U 就會降低0.1V，工作電流急劇增加到35~37mA為此設計者應考慮恒流源，加溫度負反饋，防止溫升燒壞 LED 管子。

   郎特照明一般采用 PTC 熱敏電阻，不僅能實現過流保而且能實現溫度保護。而采用 PTC 保護時，由于過載產生的溫升，使 PTC 的過流保護降低，當溫度升高到一定程度（在安全限度以內） PTC 即會實現保護。

 (3) TVS 器件的要求。瞬態抑制二極管（ Transient Voltage Suppressors , TVS ),7是目前國際上普遍使用的一種高效能電路保護器件，它的外形與普通二極管相同，但卻能收高達數千瓦的浪涌功率，它的主要特點是在反向應用條件下，當承受一個高能量的大隊時，其工作阻抗立即降至極低的導通值，從而允許大電流通過，同時把電壓鉗制在預定。其響應時間僅為10~12s，因此可有效地保護電子線路中的精密元器件，廣泛用于驅動電源的 EMC 防護中，而以前的壓敏電阻 MOV ( Metal Oxide Varistor ）由于箱位電高，箱位電壓一般為710V，盡管它在約430V時開始導電。壓敏電阻吸收的總能量取于的物理尺寸。壓敏電阻通常端子為導線，形狀為圓形，圓形的直徑和最大的能量有關，容老化已經被 TVS 所代替。

2．電源的模塊化

模塊化是開關電源發展的總體趨勢，可以采用模塊化電源組成分布式電源系統，同時慮到 LED 的電源對于30W是個坎，因為一是考慮這時的電壓已經超過60VDC的電壓，輸出驅動電壓選擇最好不要超過60V，二是線路設計更為復雜。放棄大功率、超大功率，用穩定的中小功率電源，最好在30~40W之間，最大不要超過40W。因為功率越大，發印量越大，不利于散熱。所以電源采用模塊化可以有效解決一些問題。

3．安全要求

要符合電工安全規范的要求。電源驅動如采用帶變壓器的隔離式的設計則成本較高；前已經有采用帶變壓器的隔離式的設計則成本較高；前已經有采用無隔離變壓器的在線式設計，產品表面使用者能接觸到的部分一定要經過限離，考慮絕緣與隔離的可靠性，采用加強隔離的防護燈罩外殼，不能讓人觸電。郎特照明采用隔離的變壓器設計，就可以簡化散熱和燈罩的設計；如果用非隔離的驅動設計，在燈等結構上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅動，隔離與非隔離的方案都可采用。

4．電磁兼容

電磁兼容這里對電源來說有幾個概念。

(1）電源要有抗電磁干擾能力。電磁干擾（ Electromagneticinterference , EMI )，是其他電器干擾的程度，具體有傳導干擾和輻射干擾兩種。各種信號線、集成電路的引腳、類接插件等都可能成為具有天線特性的輻射干擾源，能發射電磁波并影響其他系統或本新制標準。內其他子系統的正常工作。任何與交流電網連接的 LED 驅動器必須滿足諧波電流發射的磁干擾的能力。郎特照明要求電源具有 EMS 能力要大。足輻射發射標準。這個標準是 IEC / EN 61000-6-3，它覆蓋1MHz~1GHz頻率范圍。這個標準使用之前美國CISPR22標準和歐洲EN55022標準規定的范圍。CISPR22和EN55022規定的標準是為計算機和通信相關設備制定的，但是這些標準已經被有的電子產品采用，包括照明。

(2）電磁敏感度。電磁敏感度（ Electro Magnetic Susceptibility , EMS )，是指設備抗

(3）電磁兼容性。電源的 EMC ( Electro Magnetic Compatibility ）能力要強， EMC 含 EMI 與 EMS 兩個要求：是指設備或系統在其電磁環境中符合要求運行并不對其環境中的任何設備產生電磁干擾即 EMI ；另一方面是指設備對所在環境中存在的電磁干擾不受其設備的影響。以前就產生在路燈下面 GPS 導航裝置失靈的現象。

5、效率要求

 LED 的電源需要直流的恒定電流，所以需要將220V的交流轉換為直流。高效率 LED 驅動電源是 LED 照明系統整體的節能要求，不僅能使溫升變小，壽命變長而且能提高整個照明器的效率，因此提高電源效率對于提高 LED 照明效率來說顯得尤為重要。一般要求在80％以上。

6．功率因數要求

 PFC 全稱為" Power Factor Correction "，即"功率因數校正"，在交流電路中，電壓與電流之間的相位差（ p ）的余弦叫做功率因數，用符號 cos 表示，在數值上，功率因數是有功功率和視在功率的比值，即 cos = P / S ，功率因數是電網對負載的要求。一般單只70W以下的用電器，沒有強制性指標。但大量的 LED 集中使用，會對電網產生較嚴重的污染。對于30~40W的 LED 驅動電源，郎特照明建議對功率因數方面要考慮為95％以上。 PFC 有無源 PFC （也稱被動式 PFC ）與有源 PFC （也稱主動式 PFC 或 APFC ）兩種，主動式 PFC 輸入電壓可以從90~270V。 PFC 電路位置在第二層濾波之后，全橋整流電路之前。主動 PFC 電路由高頻電感、開關管、電容以及控制 IC 等元件構成，可簡單的歸納為升壓型開關電源電路，其特點是構造復雜，但功率因數高。低損耗和高可靠、輸入電壓可以從90~270V，由于輸出 DC 電壓紋波很小，因此采用主動式 PFC 的電源不需要采用很大容量的濾波電容。被動式 PFC 其原理是采用電感補償方法通過使交流輸人的基波電流與電壓之間相位差減小來提高功率因數，被動式 PFC 的功率因數不是很高，只能達到0.7~0.8，因此其效率也比較低，發熱量也比較大。

7．對線路板要求

   當對 PCB 進行布局時，大電流的路徑要短而緊湊，最好大電流通路應該沿著板的邊沿布置；地線建議安置在場效應管與變壓器的下面，以減小它們輻射；對于是 MOSFET 開關管，因為快速的開關有高頻的影響， PCB 布局要考慮走線的間距；氣隙的擊穿電壓約為1kV/ mm ，因此在電源的輸入端，應該留有足夠的間隙。

8．對元器件要求

(1）電源模塊必須選用品質好的電子元器件。有的半導體器件甚至要解剖才知其偷工減料；此外如果是出口到歐盟的產品，所有器件必須符合 ROHS 指令要求。

(2）選擇電感值主要是根據線路工作的頻率，頻率降低能減少 MOS 場效應管開關次數，減少 MO 場效應管發熱量。但頻率太低， LED 的驅動電路產生人耳聽得見的噪聲，也不符合 IEEE 的標準。

(3）肖特基二極管選擇。郎特照明選擇二極管反向耐壓要針對線路最高輸出電壓脈沖值來確定，要大于這個值。二極管的正向電流不必與開關電流限值相等。流經二極管的平均電流是開關占空比的一個函數，二極管在功率開關斷開時的電流占空比通常小于50%，選擇電流值與驅動電流相等即可。耐壓不是越高越好，是要合適，高耐壓肖特基二極管 U 值也會高些，功耗會大，價格也會高。

(4）金屬氧化物半導體場效應晶體管（ MOSFET ）由于導通電阻小，經常應用在 LE 驅動上， MOSFET 功率場效應晶體管是用柵極電壓來控制漏極電流的，因此驅動電路簡單驅動功耗小，開關速度快，工作頻率高，選擇應考慮耐壓、電流、功率與頻率。一般的應中 IC 的驅動可以直接驅動 MOSFET ，但是考慮到通常驅動走線不是直線，感量可能會更大，并且為了防止外部干擾，還是要使用驅動電阻進行抑制，這個電阻要盡量靠近 MOS FET 的柵極。

(5）電解電容的選擇相當重要，因為普通的電解電容壽命只有5000h，盡管 LED 的壽命為5萬 h ，而一只小小的電解電容將成為其壽命的致命點。電解電容壽命與其工作溫度、兩端電壓有直接關系，挑選時額定電壓要高于實際電壓，至少要有1/3的余量，溫度也要挑商高溫的，一般溫升6℃，其壽命就要減一半，應該盡可能減低其工作溫度，對于具體應用。郎特照明建議電解電容焊在陶瓷基板上以有效減低溫度。

9．電源參數

 LED 的工作電流是需要考慮的參數之一，在確定 LED 照明的效能和使用壽命時很重要。提升工作電流，則各 LED 的光輸出會變大，因而減少了所需的 LED 數量，但發熱量會增加。應根據應用的不同，考慮到每個 LED 流明輸出值更高。模塊由18個 LED 串聯成，恒流源提供450mA的電流，每顆 LeD 的光通量約為130lm，整個模塊光通量為18130為2340。這樣可以推出需要三個模塊， LED 數目為18x3，即54顆 LED ，電源效率﹣般為85%。在開始設計 LED 系統時，就應考慮到電氣損失。單個模塊都由單獨的恒流源供電，供電電流為450mA，電壓為3.25x18，即為58.5V，功率為26W，這時考慮電源的功率應為26/0.85，即為30W左右。剩下4W為電源本身所消耗的。http://www.m.capetking.com/