LED防爆燈驅(qū)動電源失效的原因

基本上可以說，LED 驅(qū)動器的主要作用是將輸入的交流電壓源轉(zhuǎn)換為輸出電壓可隨 LED Vf 正向?qū)▔航底兓碾娏髟础?/span>

作為LED防爆燈中的關(guān)鍵部件，LED 驅(qū)動器的品質(zhì)直接影響到整體燈具的可靠性及穩(wěn)定性。本文從 LED防爆燈驅(qū)動等相關(guān)技術(shù)及客戶應(yīng)用經(jīng)驗出發(fā)，整理分析燈具設(shè)計及應(yīng)用中諸多的失效情況：

1、未考慮LED燈珠Vf變化范圍，導(dǎo)致燈具效率低，甚至工作不穩(wěn)定

LED燈具負(fù)載端，一般由若干數(shù)量的LED串并 聯(lián)組成，其工作電壓 Vo=Vf*Ns，其中 Ns 表示 LED 串聯(lián)數(shù)量。LED 的 Vf 隨溫度變動而變動，一般情況下，在原因恒定電流時，高溫時 Vf 變低，低溫時 Vf 變高。因此，高溫時 LED 燈具負(fù)載工作電壓對應(yīng)為 VoL，低溫時 LED 燈具負(fù)載工作電壓對應(yīng)為 VoH。在選用 LED 驅(qū)動器時需考慮驅(qū)動器輸出電壓范圍大于 VoL~VoH。

如果選用的LED驅(qū)動器最大輸出電壓低于 VoH，可能導(dǎo)致低溫時燈具的最大功率達(dá)不到實際所需功率，如果選用的 LED 驅(qū)動器最低電壓高于VoL，則高溫時可能驅(qū)動器輸出超出工作范圍，工作不穩(wěn)定，燈具會有閃爍等情況。

但綜合成本及效率考慮，不能一味追求 LED 驅(qū)動器超寬輸出電壓范圍：因為驅(qū)動器電壓只在某一個區(qū)間時，驅(qū)動器的效率才是最高的。超過范圍后效率、功率因數(shù)(PF)都會變差，同時驅(qū)動器輸出電壓范圍設(shè)計太寬，則導(dǎo)致成本升高，效率無法優(yōu)化。

2、未考慮功率余量及降額要求

一般情況下，LED防爆燈驅(qū)動器的標(biāo)稱功率是指額定環(huán)境、額定電壓情況下測得的數(shù)據(jù)。考慮到不同客戶會有不同的應(yīng)用，多數(shù) LED 驅(qū)動器供應(yīng)商會在自家的產(chǎn)品規(guī)格書上提供功率降額曲線(常見的有負(fù)載 vs 環(huán)境溫度降額曲線及負(fù)載 vs 輸入電壓降額曲線)。

3、不了解LED的工作特性

曾有客戶要求LED防爆燈燈具輸入功率為固定值，固定 5% 誤差，只能針對每盞燈去調(diào)節(jié)輸出電流達(dá)到指定功率。由于不同工作環(huán)境溫度，及點燈時間不同，每一盞燈的功率還是會有較大差異。

客戶提出這樣的要求，雖然有其市場推廣及商務(wù)因素的考慮。但是，LED 的伏安特性決定 LED 驅(qū)動器為恒定電流源，其輸出電壓隨 LED 負(fù)載串聯(lián)電壓 Vo 變化而變化，在驅(qū)動器整機(jī)效率基本不變的情況下，其輸入功率隨 Vo 變化。

同時，LED 驅(qū)動器在熱平衡后整體效率會有所上升，在相同輸出功率的條件下，相比于開機(jī)時刻，輸入功率會下降。

所以，LED 驅(qū)動器的應(yīng)用者在擬定需求時，應(yīng)先了解 LED 的工作特性，避免提出一些不符合工作特性原理的指標(biāo)，同時避免出現(xiàn)遠(yuǎn)超實際需求的指標(biāo)，避免質(zhì)量過剩和成本浪費。

4、測試中失效

曾經(jīng)有客戶采購過很多品牌的 LED防爆燈 驅(qū)動器，但是所有樣品都在測試過程中失效。后來到現(xiàn)場分析后發(fā)現(xiàn)，客戶采用自偶調(diào)壓器直接給 LED 驅(qū)動器供電進(jìn)行測試，上電后將調(diào)壓器從 0Vac 逐漸上調(diào)到 LED 驅(qū)動器額定工作電壓。

這樣的測試操作，很容易使得 LED防爆燈 驅(qū)動器在很小的輸入電壓時就啟動并帶載工作，而此種情況會導(dǎo)致輸入電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于額定值，內(nèi)部輸入端相關(guān)器件，如保險絲、整流橋、熱敏電阻等因電流超標(biāo)或過熱而失效，導(dǎo)致驅(qū)動器失效。

因此正確的測試方法是將調(diào)壓器調(diào)到 LED 驅(qū)動器額定工作電壓區(qū)間，再接上驅(qū)動器上電測試。

當(dāng)然，從技術(shù)上改善設(shè)計也可以規(guī)避此種測試誤操作導(dǎo)致的失效問題：在驅(qū)動器輸入端設(shè)置啟動電壓限制電路及輸入欠壓保護(hù)電路。當(dāng)輸入未達(dá)到驅(qū)動器設(shè)定的啟動電壓時，驅(qū)動器不工作;當(dāng)輸入電壓降低到輸入欠壓保護(hù)點時，驅(qū)動器進(jìn)入保護(hù)狀態(tài)。

因此，即使客戶測試過程中依然采用自偶調(diào)壓器的操作步驟，驅(qū)動器具備自我保護(hù)功能而不至于失效。但是客戶在測試之前一定要仔細(xì)了解所購的 LED 驅(qū)動器產(chǎn)品是否具備這項保護(hù)功能(考慮到 LED防爆燈 驅(qū)動器的實際應(yīng)用環(huán)境，目前多數(shù) LED 驅(qū)動器不具有此項保護(hù)功能)。

5、不同負(fù)載，測試結(jié)果不同

LED 驅(qū)動器帶 LED防爆燈測試時，結(jié)果正常，帶電子負(fù)載測試時，結(jié)果就可能異常。通常這種現(xiàn)象有以下原因：

(1) 驅(qū)動器的輸出瞬間電壓或功率超出電子負(fù)載儀的工作范圍。(尤其在 CV 模式下，最大測試功率不應(yīng)超過負(fù)載最大功率的 70%，否則加載時負(fù)載可能會瞬間過功率保護(hù)，導(dǎo)致驅(qū)動器無法正常工作或加載。)

(2) 所用電子負(fù)載儀的特性不適用于測恒流源，出現(xiàn)負(fù)載電壓檔位跳變，導(dǎo)致驅(qū)動器無法正常工作或加載。

(3) 因為電子負(fù)載儀的輸入內(nèi)部都會有一個大的電容，測試就相當(dāng)于在驅(qū)動器輸出并聯(lián)了一個大電容，可能導(dǎo)致驅(qū)動器的電流采樣工作出現(xiàn)不穩(wěn)定。

因為 LED 驅(qū)動器設(shè)計就是為了符合 LED防爆燈具工作特性的，最接近實際與真實應(yīng)用的測試方式應(yīng)該是用 LED 燈珠作為負(fù)載，串上電流表及電壓表來測試。

6、常發(fā)生的以下狀況會導(dǎo)致LED防爆燈驅(qū)動器損壞：

(1)將 AC 接到了驅(qū)動器的 DC 輸出端，導(dǎo)致驅(qū)動器失效;

(2)將 AC 接到了 DC/DC 驅(qū)動器的輸入或輸出，導(dǎo)致驅(qū)動器失效;

(3)將恒流輸出端與調(diào)光線接到了一起，導(dǎo)致驅(qū)動器失效;

(4)將相線接到了地線上，導(dǎo)致驅(qū)動器無輸出及外殼帶電;

7、相線接錯

通常戶外工程應(yīng)用都是 3 相四線制，以國標(biāo)為例，每個相線與零線間的額定工作電壓是 220Vac，相線與相線間的電壓是 380Vac。如果施工工人將驅(qū)動器輸入端接到兩根相線上，則通電后，LED防爆燈驅(qū)動器輸入電壓超標(biāo)導(dǎo)致產(chǎn)品失效。

因此建議同一配電支路上，開關(guān)或斷路器要一起斷，不能只斷開零線。配電保險絲不要放在零線上，線路上要避免零線接觸不良。

8、電網(wǎng)波動范圍超出合理范圍

當(dāng)同一個變壓器電網(wǎng)支路配線太長，支路中有大型動力設(shè)備時，在大型設(shè)備啟停時，電網(wǎng)電壓會劇烈波動，甚至導(dǎo)致電網(wǎng)不穩(wěn)。當(dāng)電網(wǎng)瞬時電壓超過 310Vac 時有可能損壞驅(qū)動器(即使有防雷裝置也無效，因為防雷裝置是應(yīng)對幾十 uS 級別的脈沖尖峰，而電網(wǎng)波動可能達(dá)到幾十 mS，甚至幾百 mS )。

因此，路燈照明支路電網(wǎng)上有大型電力機(jī)械時要特別注意，最好監(jiān)測下電網(wǎng)波動幅度，或單獨電網(wǎng)變壓器供電。

9、線路頻繁跳閘

同一支路上的燈接得太多，導(dǎo)致某一相電上的負(fù)載過載，及各相之間功率分布不均，從而致使線路頻繁跳閘。

10、驅(qū)動器散熱

當(dāng)LED防爆燈驅(qū)動器安裝在非通風(fēng)環(huán)境下，應(yīng)該盡量將驅(qū)動器外殼與燈具外殼接觸，條件允許的話，在外殼與燈殼的接觸面上涂導(dǎo)熱膠或貼導(dǎo)熱墊，提高驅(qū)動器的散熱性能，從而保證驅(qū)動器的壽命及可靠性。

綜上所述 LED防爆燈驅(qū)動器在實際應(yīng)用中有很多細(xì)節(jié)需要注意，很多問題都需要提前分析、調(diào)整，避免不必要的失效與損失!

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