100WLED防爆燈驅動電源失效有哪些原因?
技術參數
防爆象征:Exd II B4/T6/CT4/CT6
工作電壓:AC/DC 220V±20% 50Hz
額定功率:80W 100W 120W 150W
光源色溫:暖白2700~4500K/正白5000~6500K
功率因數:0.98
防護等級:IP65
防腐等級:WF2
環境溫度:-40℃~+40℃
引進設備:G3/4"引進口規范,適宜Φ 8mm~Φ10mm電纜
基本上可以說,LED 驅動器的主要作用是將輸入的交流電壓源轉換為輸出電壓可隨 LED Vf 正向導通壓降變化的電流源。
作為LED防爆燈中的關鍵部件,LED 驅動器的品質直接影響到整體燈具的可靠性及穩定性。本文從LED防爆燈驅動等相關技術及客戶應用經驗出發,整理分析燈具設計及應用中諸多的失效情況:
1、未考慮LED燈珠Vf變化范圍,導致燈具效率低,甚至工作不穩定
LED燈具負載端,一般由若干數量的LED串并聯組成,其工作電壓 Vo=Vf*Ns,其中 Ns 表示 LED 串聯數量。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 燈具負載工作電壓對應為 VoL,低溫時 LED 燈具負載工作電壓對應為 VoH。在選用 LED 驅動器時需考慮驅動器輸出電壓范圍大于 VoL~VoH。
如果選用的LED驅動器最大輸出電壓低于 VoH,可能導致低溫時燈具的最大功率達不到實際所需功率,如果選用的 LED 驅動器低電壓高于VoL,則高溫時可能驅動器輸出超出工作范圍,工作不穩定,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 驅動器超寬輸出電壓范圍:因為驅動器電壓只在某一個區間時,驅動器效率才是最高的。超過范圍后效率、功率因數(PF)都會變差,同時驅動器輸出電壓范圍設計太寬,則導致成本升高,效率無法優化。
2、未考慮功率余量及降額要求
一般情況下,LED防爆燈驅動器的標稱功率是指額定環境、額定電壓情況下測得的數據。考慮到不同客戶會有不同的應用,多數 LED 驅動器供應商會在自家的產品規格書上提供功率降額曲線(常見的有負載 vs 環境溫度降額曲線及負載 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節輸出電流達到功率。由于不同工作環境溫度,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因數的考慮。但是,LED 的伏安特性決定 LED 驅動器為恒定電流源,其輸出電壓隨 LED 負載串聯電壓 Vo 變化而變化,在驅動器整機效率基本不變的情況下,其輸入功率隨 Vo 變化。
同時,LED 驅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,相比于開機時刻,輸入功率會下降。
所以,LED 驅動器的應用者在擬定需求時,應先了解 LED 的工作特性,避免提出一些不符合工作特性原理的指標,同時避免出現遠超實際需求的指標,避免質量過剩和成本浪費。
4、測試中失效
曾經有客戶采購過很多品牌的 LED防爆燈驅動器,但是所有樣品都在測試過程中失效。后來到現場分析后發現,客戶采用自偶調壓器直接給 LED 驅動器供電進行測試,上電后將調壓器從0Vac 逐漸上調到 LED 驅動器額定工作電壓。
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,而此種情況會導致輸入電流遠遠大于額定值,內部輸入端相關器件,如保險絲、整流橋、熱敏電阻等因電流超標或過熱而失效,導致驅動器失效。
因此正確的測試方法是將調壓器調到 LED 驅動器額定工作電壓區間,再接上驅動器上電測試。
當然,從技術上改善設計也可以規避此種測試誤操作導致的失效問題:在驅動器輸入端設置啟動電壓限制電路及輸入欠壓保護電路。當輸入未達到驅動器設定的啟動電壓時,驅動器不工作;當輸入電壓降低到輸入欠壓保護點時,驅動器進入保護狀態。
因此,即使客戶測試過程中依然采用自偶調壓器的操作步驟,驅動器具備自我保護功能而不至于失效。但是客戶在測試之前一定要仔細了解所購的 LED 驅動器產品是否具備這項保護功能(考慮到 LED防爆燈驅動器的實際應用環境,目前多數 LED 驅動器不具有此項保護功能)。