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[科普中國(guó)]-LED電源

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LED電源是電源中的一種,是向電子設(shè)備提供功率的裝置,也是電源供應(yīng)器。是通過(guò)變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置,這個(gè)裝置就叫做整流電源,也叫驅(qū)動(dòng)電源。把能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。鋰電池、干電池、整流電源、信號(hào)源有時(shí)也叫做電源。電池分±級(jí)。

LED電源介紹把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。

發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能、化學(xué)能等轉(zhuǎn)換成電能,干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。

電池本身并不帶電,它的兩極分別有正負(fù)電荷,由正負(fù)電荷產(chǎn)生電壓(電流是電荷在電壓的作用下定向移動(dòng)而形成的),電荷是廣泛存在于導(dǎo)體中的導(dǎo)電的離子,要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可。

當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時(shí)為了產(chǎn)生電流而把電荷釋放出去,當(dāng)電荷散盡時(shí)干電池等叫做電源;通過(guò)變壓器和整流器,把交流電變成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源。

LED電源是恒流源,一般開關(guān)電源是恒壓源。

工作原理:LED對(duì)電源的供給有2個(gè)方面的要求,首先要求輸出電壓>LED的導(dǎo)通電壓,其次是要求工作電流穩(wěn)定,并且不能大于LED的額定電流。當(dāng)LED的工作電流超過(guò)額定電流時(shí),LED會(huì)很快出現(xiàn)衰老損壞。因此LED使用的電源必須具有恒流功能。

在設(shè)計(jì)LED用的開關(guān)電源,首先確定LED的電流,然后根據(jù)使用燈珠的串聯(lián)數(shù)量來(lái)確定電源電壓。設(shè)計(jì)時(shí)以電流作為主要工作參數(shù),電壓為輔助參數(shù)。其框圖如下圖所示:

電壓LED電源一般的工作電壓為3.0~3.6V。有一些工作電壓更低,如2.0、2.5、2.7V 等;也有一些 是1.2V常用工作電壓為5V、12V、24V,還有少數(shù)15V 或28V 的特殊用途的電壓源。

電流從幾毫安到幾安都有,但是由于大多數(shù)嵌入式電子產(chǎn)品的工作電流小于300mA,所以30~300mA 的電源在品種及數(shù)量上占較大的比例。

尺寸發(fā)展的便攜式產(chǎn)品都采用貼片式器件,主要有SO封裝、SOT-23 封裝,μMAX 封裝及封裝尺寸最小的SC-70 及最新的SMD封裝等,使電源占的空間越來(lái)越小。

措施新型電源有完善的保護(hù)措施,這包括:輸出過(guò)流限制、過(guò)熱保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、短路保護(hù)及電池極性接反保護(hù)。

耗電功能新型電源的靜態(tài)電流都較小,一般為幾十μA 到幾百μA。

個(gè)別微功耗的線性穩(wěn)壓器,其靜態(tài)電流僅1.1μA。另外,不少電源IC 有關(guān)閉電源控制端功能(用電瓶來(lái)控制),在關(guān)閉電源狀態(tài)時(shí)IC 自身耗電在1μA 左右。

由于它可使一部分電路不工作,可大大節(jié)省電能。

例如,在無(wú)線通信設(shè)備上,在發(fā)送狀態(tài)時(shí)可關(guān)閉接收電路;在未接收到信號(hào)時(shí)可關(guān)閉顯示電路等。

輸出不少便攜式電子產(chǎn)品中有單片機(jī),在電源因過(guò)熱或電池低電壓而使輸出電壓下降一定百分?jǐn)?shù)時(shí),電源有一個(gè)電源工作狀態(tài)信號(hào)輸給單片機(jī),使單片機(jī)復(fù)位,利用這個(gè)信號(hào)也可以做成電源工作狀態(tài)指示(當(dāng)電池低電壓時(shí),有LED 顯示)。1

電壓一般的輸出電壓精度為±2~4%之間,有不少新型電源的精度可達(dá)±0.5~±1%;

并且輸出電壓溫度系數(shù)較小,一般為±0.3~±0.5mV/℃,而有一些可達(dá)到±0.1mV/℃的水平。

線性調(diào)整率一般為0.05%~0.1%/V,有的可達(dá)0.01%/V;負(fù)載調(diào)整率一般為0.3~0.5%/mA,有的可達(dá)0.01%/mA。

電源升壓式DC/DC 變換器的效率高,但紋波及噪聲電壓較大,低壓差;線性穩(wěn)壓器效率低,‘但噪聲最小,這兩者結(jié)合組成的雙輸出電源IC 可較好地解決效率及噪聲的問題。例如,數(shù)字電路部分采用升壓式DC/DC 變換器電源,而對(duì)噪聲敏感的電路采用LDO 電源,這種電源有MAX710/711,MAX1705/1706 等。

另一種例子是電荷泵+LDO 組成,輸出穩(wěn)壓的電荷泵電源IC,例如MAX868,它可輸出0~-2VIN 可調(diào)的穩(wěn)定電壓,并可提供30mA 電流;MAX1673穩(wěn)壓型電荷泵電源IC 輸出與VIN 相同的負(fù)壓,輸出電流可達(dá)120mA不等。

分類1、按供電電壓分:高壓AC85-265、低壓1.5-36V

2、按供電方式分:恒壓源和恒流源之分.

3、按輸入輸出的隔離關(guān)系分:隔離電源和非隔離電源.

4、輸入電壓與輸出電壓的關(guān)系分:升壓型、降壓型、升降壓型.等等

LED不能像傳統(tǒng)光源那樣直接使用供電電源,需要驅(qū)動(dòng)電路將供電電源變換為直流電流才能工作。LED驅(qū)動(dòng)電路的類型、結(jié)構(gòu)與供電電源的類型有關(guān),通常分為直流供電、交流供電兩大類。2

直流供電

指能直接提供直流電流的各種干電池、蓄電池和太陽(yáng)能電池等,根據(jù)所提供的電源電壓又可分為以下幾種形式。

低電壓驅(qū)動(dòng)低電壓驅(qū)動(dòng)就是指用低于LED正向?qū)▔航档碾妷候?qū)動(dòng)LED,如一節(jié)普通干電池或鎳鉻/鎳氫電池,其正常供電電壓為0.8~1.65V。低電壓驅(qū)動(dòng)LED需要把電壓升高到足以使LED導(dǎo)通的電壓值。對(duì)于LED這樣的低功耗照明器件,這是一種常見的使用情況,如LED手電筒、LED應(yīng)急燈、節(jié)能臺(tái)燈等。由于受單節(jié)電池容量的限制,一般不需要很大功率,但要求有最低的成本和比較高的變換效率。另外,考慮到有可能配合一節(jié)5號(hào)電池工作,還要有最小的體積,其最佳技術(shù)方案是電荷泵式升壓變換器。

過(guò)渡電壓驅(qū)動(dòng)過(guò)渡電壓驅(qū)動(dòng)是指給LED供電的電源電壓值在LED管壓降附近變動(dòng),這個(gè)電壓有時(shí)可能略高于LED管壓降,有時(shí)可能略低于LED管壓降。如一節(jié)鋰電池或者兩節(jié)串聯(lián)的鉛酸電池,滿電時(shí)電壓在4V以上,電快用完時(shí)電壓在3V以下。用這類電源供電的典型應(yīng)用有LED礦燈等。過(guò)渡電壓驅(qū)動(dòng)LED的電源變換電路既要解決升壓?jiǎn)栴}又要解決降壓?jiǎn)栴},為了配合一節(jié)鋰電池工作,也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本。一般情況下功率也不大,其最高性價(jià)比的電路結(jié)構(gòu)是反極性電荷泵式變換器。

高電壓驅(qū)動(dòng)高電壓驅(qū)動(dòng)是指給LED供電的電壓值始終高于LED管壓降,如6V、12V、24V蓄電池,典型應(yīng)用有太陽(yáng)能草坪燈、太陽(yáng)能庭院燈、機(jī)動(dòng)車的燈光系統(tǒng)等。高電壓驅(qū)動(dòng)LED要解決降壓?jiǎn)栴},由于高電壓驅(qū)動(dòng)一般是由普通蓄電池供電,會(huì)用到比較大的功率(如機(jī)動(dòng)車照明和信號(hào)燈光),應(yīng)該有盡量低的成本。變換器的最佳電路結(jié)構(gòu)是串聯(lián)開關(guān)降壓電路。交流供電(市電驅(qū)動(dòng)),這是一種對(duì)LED照明應(yīng)用最有價(jià)值的供電方式,是半導(dǎo)體照明普及應(yīng)用必須要解決好的問題,交流供電(市電驅(qū)動(dòng))應(yīng)用于LED驅(qū)動(dòng),一般要經(jīng)過(guò)降壓、整流、濾波、穩(wěn)壓(或穩(wěn)流)等環(huán)節(jié),使交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源,然后通過(guò)適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電路為L(zhǎng)ED提供合適的工作電流,還要有比較高的變換效率、有較小的體積和較低的成本。另外,還應(yīng)該解決安全隔離問題??紤]到對(duì)電網(wǎng)的影響,還要解決好電磁干擾和功率因數(shù)問題。對(duì)中小功率的LED,其最佳電路結(jié)構(gòu)是隔離式單端反激變換器。對(duì)于大功率的應(yīng)用,應(yīng)該使用橋式變換電路。3

用途LED電源廣泛應(yīng)用于路燈、隧道燈、LED地磚、LED點(diǎn)光源、LED格柵燈、LED室內(nèi)燈、LED天花燈、樓宇、路橋、廣場(chǎng)建筑設(shè)施、草坪燈、幕墻燈、LED洗墻燈,臺(tái)燈 酒店 體育場(chǎng) LED植物燈 水族燈等;

信息平面顯示有 LED顯示屏、顯示板、動(dòng)態(tài)廣告牌、模擬動(dòng)畫、體育場(chǎng)館、車廂內(nèi)的指示燈及內(nèi)部閱讀燈、車外的剎車燈、尾燈、轉(zhuǎn)向燈、側(cè)燈、防爆燈具、礦業(yè)生產(chǎn)中的礦燈等。

設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)并不難,但是心里一定要先規(guī)劃好。

只要做到調(diào)試前計(jì)算,調(diào)試時(shí)測(cè)量,調(diào)試后老化,相信誰(shuí)都可以搞好LED。

1、LED電流大小

大家都知道LEDripple過(guò)大的話,LED壽命會(huì)受到影響,影響有多大,也沒見過(guò)哪個(gè)專家說(shuō)過(guò)。

2、芯片發(fā)熱

這主要針對(duì)內(nèi)置電源調(diào)制器的高壓驅(qū)動(dòng)芯片。

假如芯片消耗的電流為2mA,300V的電壓加在芯片上面,芯片的功耗為0.6W,當(dāng)然會(huì)引起芯片的發(fā)熱。驅(qū)動(dòng)芯片的最大電流來(lái)自于驅(qū)動(dòng)功率MOS管的消耗,簡(jiǎn)單的計(jì)算公式為I=cvf(考慮充電的電阻效益,實(shí)際I=2cvf,其中c為功率MOS管的cgs電容,v為功率管導(dǎo)通時(shí)的gate電壓,所以為了降低芯片的功耗,必須想辦法降低c、v和f。

如果c、v和f不能改變,那么請(qǐng)想辦法將芯片的功耗分到芯片外的器件,注意不要引入額外的功耗。再簡(jiǎn)單一點(diǎn),就是考慮更好的散熱吧。

3、功率管發(fā)熱

關(guān)于這個(gè)問題,也見到過(guò)有人在論壇發(fā)過(guò)貼。

功率管的功耗分成兩部分,開關(guān)損耗和導(dǎo)通損耗。

要注意,大多數(shù)場(chǎng)合特別是LED市電驅(qū)動(dòng)應(yīng)用,開關(guān)損害要遠(yuǎn)大于導(dǎo)通損耗。

開關(guān)損耗與功率管的cgd和cgs以及芯片的驅(qū)動(dòng)能力和工作頻率有關(guān),所以要解決功率管的發(fā)熱可以從以下幾個(gè)方面解決:A、不能片面根據(jù)導(dǎo)通電阻大小來(lái)選擇MOS功率管,因?yàn)閮?nèi)阻越小,cgs和cgd電容越大。

如 1N60的cgs為250pF左右,2N60的cgs為350pF左右,5N60的cgs為1200pF左右,差別太大了,選擇功率管時(shí),夠用就可以了。 B、剩下的就是頻率和芯片驅(qū)動(dòng)能力了,這里只談?lì)l率的影響。

頻率與導(dǎo)通損耗也成正比,所以功率管發(fā)熱時(shí),首先要想想是不是頻率選擇的有點(diǎn)高。

想辦法降低頻率吧!不過(guò)要注意,當(dāng)頻率降低時(shí),為了得到相同的負(fù)載能力,峰值電流必然要變大或者電感也變大,這都有可能導(dǎo)致電感進(jìn)入飽和區(qū)域。

4、工作頻率降頻

這個(gè)也是用戶在調(diào)試過(guò)程中比較常見的現(xiàn)象,降頻主要由兩個(gè)方面導(dǎo)致。輸入電壓和負(fù)載電壓的比例小、系統(tǒng)干擾大。

對(duì)于前者,注意不要將負(fù)載電壓設(shè)置的太高,雖然負(fù)載電壓高,效率會(huì)高點(diǎn)。

對(duì)于后者,可以嘗試以下幾個(gè)方面:

a、將最小電流設(shè)置的再小點(diǎn);

b、布線干凈點(diǎn),特別是sense這個(gè)關(guān)鍵路徑;

c、將電感選擇的小點(diǎn)或者選用閉合磁路的電感;

d、加RC低通濾波吧,這個(gè)影響有點(diǎn)不好,C的一致性不好,偏差有點(diǎn)大,不過(guò)對(duì)于照明來(lái)說(shuō)應(yīng)該夠了。

無(wú)論如何降頻沒有好處,只有壞處,所以一定要解決。

5、電感或者變壓器的選擇

相同的驅(qū)動(dòng)電路,用a生產(chǎn)的電感沒有問題,用b生產(chǎn)的電感電流就變小了。

遇到這種情況,要看看電感電流波形。

有的工程師沒有注意到這個(gè)現(xiàn)象,直接調(diào)節(jié)sense電阻或者工作頻率達(dá)到需要的電流,這樣做可能會(huì)嚴(yán)重影響LED的使用壽命。

所以說(shuō),在設(shè)計(jì)前,合理的計(jì)算是必須的,如果理論計(jì)算的參數(shù)和調(diào)試參數(shù)差的有點(diǎn)遠(yuǎn),要考慮是否降頻和變壓器是否飽和。

變壓器飽和時(shí),L會(huì)變小,導(dǎo)致傳輸delay引起的峰值電流增量急劇上升,那么LED的峰值電流也跟著增加。在平均電流不變的前提下,只能看著光衰了。4

電源壽命LED芯片和電源裝在一起,一般空間狹小,散熱條件差,如何保證LED電源質(zhì)量和壽命,就要從設(shè)計(jì)前就開端思忖,從而避免LED電源很快失效,可以說(shuō)LED電源壽命是制約著LED發(fā)展的關(guān)鍵。

這是一下需要系統(tǒng)設(shè)計(jì)和考慮的綜合問題。

我們認(rèn)為影響LED電源壽命的性能包括環(huán)境特征,部件和電力待征,綜合有以下方面:

1、實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的影響:高濕環(huán)境、高溫環(huán)境、多塵環(huán)境、強(qiáng)磁環(huán)境、震動(dòng)環(huán)境

2、燈飾溫度環(huán)境的影響:燈飾內(nèi)溫小于65度、燈飾外殼小于75度、電源溫度小于60度

3、供電電網(wǎng)的影響:不穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓輸入會(huì)對(duì)LED電源的部件造成沖擊,從而影響LED驅(qū)動(dòng)的使用壽命脈。

4、絕緣和安裝的影響:產(chǎn)品的正確安裝和良好的絕緣會(huì)增強(qiáng)LED電源的應(yīng)用力。

5、電解電容的影響:電解電容器的封口部位會(huì)漏出氣化的電解液,這種現(xiàn)象會(huì)隨著溫度的升高而加速,一般認(rèn)為溫度每上升10℃,泄漏速度會(huì)提高至2倍。

因此可以說(shuō)電解電容器決定了電源裝置的壽命。

如果選用105度,壽命為10000小時(shí)的高溫電解電容,根據(jù)通行的電解電容壽命估算公式“每降低10度,壽命增加一倍”,那么它為95度環(huán)境下工作壽命為20000小時(shí),在85度環(huán)境下工作壽命為40000小時(shí)。

LED驅(qū)動(dòng)電源的正常工作壽命要取決于電源所使用的電解電容的壽命,電解電容的壽命又取決于電容本身的壽命及工作溫度。

電容溫度65℃時(shí)的壽命只能保證約8萬(wàn)小時(shí);電容溫度75℃時(shí)的壽命只能保證約4萬(wàn)小時(shí);電容溫度85℃時(shí)的壽命只能保證約2萬(wàn)小時(shí);電容溫度95℃時(shí)的壽命只能保證約1萬(wàn)小時(shí);從以上的推算:電解電容溫度每上升10℃,壽命將會(huì)減半。

6、開關(guān)次數(shù)的影響:多數(shù)電源設(shè)有電容器輸入型的整流回路,在通入電源時(shí),會(huì)產(chǎn)生浪涌電流,導(dǎo)致開關(guān)接點(diǎn)疲勞,引發(fā)接觸電阻增大及吸附等問題。理論上認(rèn)為,在電源期望壽命期間,開關(guān)的通斷次數(shù)約有10000次。

7、沖擊電流保護(hù)電阻、熱敏功率電阻的影響:為抵搞電源通入時(shí)產(chǎn)生的沖擊電流,通常電源的設(shè)計(jì)將電阻與SCR等元件并聯(lián)起來(lái)使用。

電源通入時(shí)的電力峰值高達(dá)額定數(shù)值的數(shù)十倍至數(shù)百倍,結(jié)果導(dǎo)致電阻熱疲勞,引起斷路。處在相同情況下的熱敏功率電阻器也會(huì)產(chǎn)生熱疲勞現(xiàn)象。

隔離與非隔離

在一般的LED照明市場(chǎng)上,存在非隔離設(shè)計(jì)和隔離型驅(qū)動(dòng)電源之分。

非隔離設(shè)計(jì)僅限于雙絕緣產(chǎn)品,例如燈泡的替代產(chǎn)品,其中LED和整個(gè)產(chǎn)品都集成并密封在非導(dǎo)電塑料中,因此,最終用戶并沒有任何觸電的危險(xiǎn)。

二級(jí)產(chǎn)品都是隔離型的,價(jià)格相對(duì)比較昂貴,但在用戶可以接觸到LED和輸出接線的地方(通常在LED照明和路燈照明應(yīng)用的情況下),這種產(chǎn)品必不可少。

帶隔離變壓器或者電氣隔離的LED驅(qū)動(dòng)電源意味著LED可以直接用手接觸而不會(huì)觸電。

而無(wú)隔離變壓器的LED驅(qū)動(dòng)電源雖仍可以借助防護(hù)外殼實(shí)現(xiàn)部分機(jī)械絕緣,但此時(shí)的LED在工作時(shí)并不能直接接觸。

絕緣型燈泡在今后將成為主流

物理設(shè)計(jì)決定著驅(qū)動(dòng)器是隔離式還是非隔離式。

安全規(guī)則通常要求使用兩個(gè)獨(dú)立的隔離層。

設(shè)計(jì)師可以選擇兩種物理隔離層,即塑料散光罩和玻璃護(hù)罩,并使用非隔離式電源。如果物理隔離成本太高、存在機(jī)械困難或者吸收太多光,就必須在電源中解決電氣隔離問題。

隔離式電源通常要比同等功率水平的非隔離式電源大一些。照明燈設(shè)計(jì)師必須在他們所設(shè)計(jì)的每款產(chǎn)品中進(jìn)行大量的成本及設(shè)計(jì)優(yōu)化工作。

由于適用于不同的應(yīng)用,是采用隔離的絕緣變壓器還是采用隔離的防護(hù)燈罩外殼,設(shè)計(jì)者在不同的角度考慮永遠(yuǎn)會(huì)有不同的見解。

通常,他們會(huì)從多方面去分析,例如成本與制造工藝、效率和體積、絕緣可靠性和安全規(guī)范的要求,等等。帶變壓器的驅(qū)動(dòng)成本較高,但也相應(yīng)讓LED燈具變得更加實(shí)用,能夠滿足終端用戶偶然接觸LED的需要。當(dāng)白熾燈玻璃外殼很容易被損壞時(shí),一個(gè)E27型號(hào)的普通燈泡可被替換成為L(zhǎng)ED燈。

此外,在工業(yè)區(qū)或者是辦公設(shè)備應(yīng)用中的燈具并不需要接觸到終端用戶,如路燈和商場(chǎng)照明,這時(shí)的LED燈也確實(shí)需要隔離變壓器。

作為一個(gè)讓最終用戶能安全使用的產(chǎn)品,一定會(huì)考慮絕緣與隔離的可靠性。

作為完整的產(chǎn)品,產(chǎn)品表面使用者能接觸到的部分一定要經(jīng)過(guò)隔離,不能讓人觸電。而從產(chǎn)品整個(gè)系統(tǒng)而言,隔離是不可避免的,區(qū)別只是設(shè)置隔離的位置不同。

有些設(shè)計(jì)者采用隔離的變壓器設(shè)計(jì),因此他們可以簡(jiǎn)化散熱和燈罩的設(shè)計(jì)。如果用非隔離的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì),在燈殼等結(jié)構(gòu)上就必須考慮可靠的絕緣要求。因此作為電源驅(qū)動(dòng),隔離與非隔離的方案一直都同時(shí)存在。

中國(guó)LED驅(qū)動(dòng)電源制造商們可能面對(duì)的主要挑戰(zhàn)是找到低成本的AC/DC驅(qū)動(dòng)器,從而滿足在低成本電源系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)更嚴(yán)格的功率因子和效率表現(xiàn)。

未來(lái),在空間受限且存在散熱困難的系統(tǒng)(比如LED燈具)中使用高質(zhì)量、高可靠性的電源,將不再免費(fèi)。然而,在最終用戶使用過(guò)許多某款壽命在10,000小時(shí)左右的燈泡之前,要想證明其質(zhì)量高是相當(dāng)困難的事情。

基于變壓器的隔離型LED驅(qū)動(dòng)電源將是主流

隔離和非隔離LED驅(qū)動(dòng)電源方案各有優(yōu)缺點(diǎn)。

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,ClassII將是主流,因?yàn)樗?jiǎn)化了LED散熱問題。ClassI或II系統(tǒng)依賴接地系統(tǒng),在大多數(shù)情況下,跟安裝地點(diǎn)很有關(guān)系。

ClassII較常見,它要求雙級(jí)或加強(qiáng)型隔離,也即需要變壓器磁性繞組、絕緣帶和物理隔絕。ClassI系統(tǒng)要求一個(gè)接地外殼和(或)機(jī)械障礙,而這時(shí)ClassII系統(tǒng)不需要的。

有好幾個(gè)趨勢(shì)正在推動(dòng)LED照明市場(chǎng)的發(fā)展。首先是高亮度LED效率的不斷改善和非常高效率的高可靠性恒流LED驅(qū)動(dòng)電源的不斷涌現(xiàn),其次是全球立法禁止白熾燈照明(由于其低效率)和CFL節(jié)能燈的逐步淡出(如果打破的話,它會(huì)流出對(duì)環(huán)境有害的水銀)。

這些因素綜合起來(lái)正使得LED照明成為一個(gè)長(zhǎng)期的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)然,低系統(tǒng)成本(包括LED、熱管理系統(tǒng)和LED驅(qū)動(dòng)器)永遠(yuǎn)是消費(fèi)者廣泛采用LED通用照明的推動(dòng)力。

事實(shí)上,在很多LED照明產(chǎn)品中,失效是一個(gè)常見現(xiàn)象,大多數(shù)是因?yàn)殡娫吹氖?,而不是LED的失效。在設(shè)計(jì)層面上,必須變成系統(tǒng)熱設(shè)計(jì)的專家。

LED提供高效率,但它們也比白熾燈或節(jié)能燈產(chǎn)生更多的傳導(dǎo)熱量。

由于許多LED照明應(yīng)用封閉在一個(gè)很小的空間里,很難用通風(fēng)的辦法來(lái)散熱。

如果沒有仔細(xì)的熱設(shè)計(jì),LED和電源驅(qū)動(dòng)電路很容易因?yàn)楦邷囟嘶蛴谰檬А?/p>

電路介紹直通電路半橋和全橋是開關(guān)電源常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),“直通”對(duì)其有很大的威脅,直通是同一橋臂兩只晶體管在同一時(shí)間內(nèi)同時(shí)導(dǎo)通的現(xiàn)象。

在換流期,開關(guān)電源易受干擾而造成直通,過(guò)大的直通電流會(huì)損壞用于逆變的電力電子器件。一旦出現(xiàn)直通現(xiàn)象,須盡快檢測(cè)到并立即關(guān)斷驅(qū)動(dòng),以避免開關(guān)器件的PN結(jié)積累過(guò)大的熱量而燒壞。

過(guò)流電路當(dāng)出現(xiàn)負(fù)載短路、過(guò)載或者控制電路失效等意外情況時(shí),會(huì)引起流過(guò)開關(guān)管的電流過(guò)大,使管子功耗增大、發(fā)熱,若沒有過(guò)流保護(hù)裝置,大功率開關(guān)管就可能損壞; 調(diào)節(jié)電路失效還可能導(dǎo)致LED過(guò)流損壞。

過(guò)流保護(hù)一般通過(guò)取樣電阻或霍爾傳感器等來(lái)檢測(cè)、比較,從而實(shí)現(xiàn)保護(hù),但它們都有體積大和成本高的缺點(diǎn)。

過(guò)沖電路穩(wěn)流型開關(guān)電源在開機(jī)和關(guān)機(jī)時(shí)容易造成電流過(guò)沖,LED之類的負(fù)載對(duì)ms級(jí)的電流過(guò)沖都是不允許的,瞬間大電流的沖擊有可能損壞LED器件。

過(guò)壓電路穩(wěn)流型電源若負(fù)載發(fā)生斷路,電流檢測(cè)電阻兩端的電壓下降到零,一旦給定值不為零,調(diào)節(jié)器會(huì)使得輸出電壓急劇飆升至最大值,這對(duì)負(fù)載連接接觸不良時(shí)是很危險(xiǎn)的。

對(duì)LED、半導(dǎo)體制冷等負(fù)載來(lái)說(shuō),過(guò)壓發(fā)生時(shí),首要任務(wù)是保護(hù)負(fù)載,其次是保護(hù)開關(guān)功率管。

為解決以上問題,有兩種保護(hù)方法同時(shí)使用,一是放置雙向TVS來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)瞬間沖擊電壓的防護(hù)。5

辨別1、驅(qū)動(dòng)芯片:IC

驅(qū)動(dòng)電源的核心就是IC,IC的好壞直接影響整個(gè)電源。

大廠的驅(qū)動(dòng)IC,都是尋找大型的封裝廠來(lái)封裝的;而小廠的驅(qū)動(dòng)IC技術(shù)是直接抄大廠的驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)方案找小型的封裝廠來(lái)封裝,無(wú)法正常保障整批IC的一致性和穩(wěn)定性,從而導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)電源在使用一段時(shí)間后莫名其妙的失效。

所以LED電源上的IC,拒絕打磨,以便燈具廠家了解IC方案和核算驅(qū)動(dòng)的成本,做到合理的價(jià)格采購(gòu)電源產(chǎn)品。

2、變壓器

控制芯片可視為電源的大腦中樞,而決定功率、耐溫等是變壓器。

變壓器負(fù)責(zé)完成“交流電-磁能-直流電”,能量超載就會(huì)飽和炸機(jī)。

組成變壓器的核心是磁芯和線包。

磁芯品質(zhì)是變壓器的核心,但是如同瓷器一般,極難辨別。

簡(jiǎn)易的外觀辨別為:外觀脆、密、亮,同時(shí)背面打磨氣孔者為上品。

線包是由銅線繞組而成,使用銅線的品質(zhì)是影響變壓器的壽命的關(guān)鍵。

同樣長(zhǎng)度的銅包鋁線材是純銅線的1/4價(jià)格,由于成本壓力導(dǎo)致的,往往變壓器生產(chǎn)廠家就會(huì)參雜著銅包鋁的線包的變壓器在里面。

從而導(dǎo)致變壓器溫度升高的時(shí)候燒毀失效,導(dǎo)致電源和整燈失效。所以很多的燈具,特別的內(nèi)置電源的燈具,往往會(huì)出貨6個(gè)月左右出現(xiàn)炸機(jī)現(xiàn)象。

而怎么辨別這個(gè)銅線是純銅線還是銅包鋁呢?使用打火機(jī)點(diǎn)燃一下,快速燒斷即為銅包鋁。

也還可以測(cè)量線圈阻值來(lái)辨識(shí)。

3、電解電容和貼片陶瓷電容

其實(shí)輸出電容的壽命對(duì)電源的壽命影響很大。

輸出端有高達(dá)每秒6萬(wàn)次的開關(guān)頻率,導(dǎo)致電容的寄生電阻發(fā)熱加大,產(chǎn)生類似水垢的物質(zhì),最后電解液升溫、爆漿。

推薦輸出電解電容:采用LED專用電解,一般型號(hào)以L開頭。

陶瓷電容:材質(zhì)分為X7R,X5R和Y5V,而Y5V的實(shí)際容值僅能達(dá)到實(shí)際的1/10,標(biāo)稱容值僅指工作在0伏時(shí)。所以這個(gè)微小的貼片電阻,選項(xiàng)不良也會(huì)導(dǎo)致成本的價(jià)格差和極大縮短電源的壽命。

4、電源產(chǎn)品的電路設(shè)計(jì)和焊接工藝

設(shè)計(jì)優(yōu)劣的判別:拋開專業(yè)的角度,可以通過(guò)一些直觀的辦法來(lái)分辨,如元件布局整齊、大方、有序、焊點(diǎn)亮凈挺拔。

焊接工藝:手工焊接與波峰焊工藝,眾所周知,機(jī)械化生產(chǎn)的波峰焊工藝品質(zhì)肯定是好于手工焊接。辨別辦法:背面是否有紅膠。(錫膏工藝+焊接治具也可實(shí)現(xiàn)波峰焊,但是治具成本高)。

貼片的焊點(diǎn)檢測(cè)儀器:AOI。

該設(shè)備可以檢測(cè)出貼片過(guò)程中的虛焊、假焊、漏焊現(xiàn)象。

燈具在使用一段時(shí)間出現(xiàn)閃燈現(xiàn)象,基本上都是由于電源或者燈珠虛焊導(dǎo)致的。

而這個(gè)產(chǎn)品的虛焊檢測(cè),是極難通過(guò)老化檢測(cè)的出來(lái)的,所以就必須依靠AOI來(lái)檢測(cè)電源的貼片品質(zhì)了。

5、電源產(chǎn)品的批量檢測(cè)老化架和高溫老化房

物料和生產(chǎn)工藝控制的再好的電源產(chǎn)品,還是需要檢測(cè)老化的。

因?yàn)殡娮釉骷妥儔浩鞯膩?lái)料檢測(cè)是很難管控的。

只有通過(guò)整個(gè)批次的電源的老化和高溫房的高溫抽檢,來(lái)檢測(cè)這個(gè)批次電源的品質(zhì)穩(wěn)定性和物料是否有安全隱患。

大批量高溫抽檢的作用:電源的失效是在千分之1至百分之1之間,只有數(shù)千只的高溫老化才會(huì)發(fā)現(xiàn)這類失效。

高溫房可模擬電源工作的惡劣環(huán)境,在加嚴(yán)條件下的抽檢,可發(fā)現(xiàn)批量性問題,如設(shè)計(jì)不合理、原材料不良、推演燈具內(nèi)的失效、高壓開關(guān)沖擊等。

常溫長(zhǎng)時(shí)間老化:篩選出虛焊、漏焊、碰撞等隨機(jī)失效,濾除元件的早期失效,有效降低成品失效率(百分之一降至千分之一)。

產(chǎn)業(yè)發(fā)展介紹面臨的問題LED照明燈具有巨大節(jié)能作用,將會(huì)取代傳統(tǒng)光源,從而引發(fā)人類照明史上的第四次革命,極大地改善人類的生存環(huán)境,緩解全球日益嚴(yán)峻的能源危機(jī),在LED大放異彩的同時(shí),LED驅(qū)動(dòng)電源則是LED產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的保障,LED電源的品質(zhì)直接制約了LED產(chǎn)品應(yīng)用的可靠性,因此,在LED產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善,LED驅(qū)動(dòng)電源的發(fā)展和成熟也至關(guān)重要。

由于LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件,又具有負(fù)溫度特性,因而在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù),從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動(dòng),必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路,不同用途的LED燈,要配備不同的電源適配器。國(guó)際市場(chǎng)上國(guó)外客戶對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高,設(shè)計(jì)一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù),因?yàn)殡娫丛谡麄€(gè)燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。2009年,雖然金融危機(jī)對(duì)世界經(jīng)濟(jì)的影響很大,但是歐美等國(guó)際市場(chǎng)對(duì)大功率LED電源的需求量還是很大,相應(yīng)的高端LED產(chǎn)品的出口量受金融危機(jī)影響較小。2008年中國(guó)LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過(guò)450億元RMB,LED示范應(yīng)用路燈、LED全彩顯示屏顯示器件、太陽(yáng)能LED、景觀照明、消費(fèi)類電子背光、信號(hào)、指示等應(yīng)用仍然是主要應(yīng)用領(lǐng)域。但是在市場(chǎng)一片繁榮的背景下,LED產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊,對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求混亂,市場(chǎng)上LED產(chǎn)品如火如荼的發(fā)展態(tài)勢(shì)下,就LED驅(qū)動(dòng)電源企業(yè)而言,面臨幾個(gè)挑戰(zhàn)。首先是驅(qū)動(dòng)電路整體壽命,尤其是關(guān)鍵器件如電容在高溫下的壽命直接影響到電源的壽命。其次是LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)挑戰(zhàn)更高的轉(zhuǎn)換效率,尤其是在驅(qū)動(dòng)大功率LED時(shí)更是如此,因?yàn)樗形醋鳛楣廨敵龅墓β识甲鳛闊崃亢纳?,電源轉(zhuǎn)換效率的過(guò)低,影響了LED節(jié)能效果的發(fā)揮。第三,以大調(diào)光比高效率地對(duì)LED調(diào)光,同時(shí)能夠保證在高和低亮度時(shí)顏色特性恒定。同時(shí)要降低成本,在功率較小(1~5W)的應(yīng)用場(chǎng)合,恒流驅(qū)動(dòng)電源成本所占的比重已經(jīng)接近1/3,已經(jīng)接近了光源的成本,一定程度上影響了市場(chǎng)推廣。

發(fā)展的趨勢(shì)中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)起步于20世紀(jì)70年代。

經(jīng)過(guò)30多年的發(fā)展,中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝,LED電源以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

在“國(guó)家半導(dǎo)體照明工程”的推動(dòng)下,形成了上海、大連、南昌、廈門、深圳、揚(yáng)州和石家莊七個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。

長(zhǎng)三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國(guó)LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。

中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展向好,外延芯片企業(yè)的發(fā)展尤其迅速、封裝企業(yè)規(guī)模繼續(xù)保持較快增長(zhǎng)、照明應(yīng)用取得較大進(jìn)展。

2007年中國(guó)LED應(yīng)用產(chǎn)品產(chǎn)值已超過(guò)300億元,已成為L(zhǎng)ED全彩顯示屏、太陽(yáng)能LED、景觀照明等應(yīng)用產(chǎn)品世界最大的生產(chǎn)和出口國(guó),新興的半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)正在形成。

國(guó)內(nèi)在照明領(lǐng)域已經(jīng)形成一定特色,其中戶外照明發(fā)展最快,已有上百家LED路燈企業(yè)并建設(shè)了幾十條示范道路,但國(guó)內(nèi)在大尺寸LCD背光和汽車前照燈方面仍顯落后。

2008年北京奧運(yùn)會(huì)對(duì)LED照明的集中展示讓人們對(duì)LED有了全新的認(rèn)識(shí),有力推動(dòng)了中國(guó)半導(dǎo)體照明產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

當(dāng)前中國(guó)半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng),核心競(jìng)爭(zhēng)力仍有待于進(jìn)一步提升。

對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)而言,壯大規(guī)模、提高產(chǎn)品質(zhì)量與技術(shù)水平是首要任務(wù),或逐步通過(guò)研發(fā)突破核心專利。

LED由于環(huán)保、壽命長(zhǎng)、光電效率高等眾多優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)在各行業(yè)應(yīng)用得以快速發(fā)展,LED的驅(qū)動(dòng)電源成了關(guān)注熱點(diǎn),理論上,LED的使用壽命在10萬(wàn)小時(shí)以上,但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,由于驅(qū)動(dòng)電源的設(shè)計(jì)及驅(qū)動(dòng)方式選擇不當(dāng),使LED極易損壞。

當(dāng)前很多廠家生產(chǎn)的LED燈類產(chǎn)品(比如護(hù)欄、燈杯、投射燈),采用阻、容降壓,然后加上一個(gè)穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓,向LED供電,這樣驅(qū)動(dòng)LED的方式存在極大缺陷,首先是效率低,在降壓電阻上消耗大量電能,甚至有可能超過(guò)LED所消耗的電能,且無(wú)法提供大電流驅(qū)動(dòng),因?yàn)殡娏髟酱螅脑诮祲弘娮枭系碾娔芫驮酱?,所以很多產(chǎn)品的LED不敢采用并聯(lián)方式,均采用串聯(lián)方式降低電流。其次是穩(wěn)定電壓的能力極差,無(wú)法保證通過(guò)LED電流不超過(guò)其正常工作要求,設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)都會(huì)采用降低LED兩端電壓來(lái)供電驅(qū)動(dòng),這樣是以降低LED亮度為代價(jià)的。采用阻、容降壓方式驅(qū)動(dòng)LED,LED的亮度不能穩(wěn)定,當(dāng)供電電源電壓低時(shí),LED的亮度變暗,供電電源電壓高時(shí),LED的亮度變亮些。

未來(lái)的方式是,先恒壓,再線性恒流整合方式。電壓保證在一定范圍內(nèi)適應(yīng)負(fù)載需要,按LED有不同的Vf值3~3.6V之間,可按LED實(shí)際數(shù)量乘于3V計(jì)算出最低值,再按3.6V電壓乘于數(shù)量計(jì)算出最大可能電壓值,最終確定電源部分需要調(diào)整的電壓范圍。再線性恒流源后端恒流,可以多路恒流源并聯(lián)使用,也可以單路多個(gè)恒流源增加電流使用。前端電壓源部分采樣檢測(cè)恒流源壓差,調(diào)整合適負(fù)載需求電壓,從而達(dá)到高效、靈活的驅(qū)動(dòng)線路需求。恒流源需要低壓差線性恒流器件,線性恒流源有著很好的電流誤差,也會(huì)有很好的灰度表現(xiàn)。在小電流時(shí)可以有1~3V的壓差,在大電流方面必須要200~300mV低壓差,才會(huì)有較高的效率,那樣線性恒流源需要另外供電。其實(shí)每種驅(qū)動(dòng)方式均有優(yōu)、缺點(diǎn),根據(jù)LED產(chǎn)品的要求、應(yīng)用場(chǎng)合,合理選用LED驅(qū)動(dòng)方式,精確設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)電源成為關(guān)鍵。

類術(shù)語(yǔ)ACPI是由Intel、Microsoft等聯(lián)合推出的一種電源管理規(guī)范,它將電源管理集成到硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序中,實(shí)現(xiàn)了由操作系統(tǒng)對(duì)電源的全面管理。

具備ACPI功能的電腦在不使用時(shí)處于功耗極低的掛起狀態(tài),modem等接收到信號(hào)時(shí)可自動(dòng)開機(jī),并可以實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī),適應(yīng)了日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用要求。

電源效率電源效率和電源設(shè)計(jì)線路有密切的關(guān)系,高效率的電源可以提高電能的使用效率,在一定程度上可以降低電源的自身功耗和發(fā)熱量。

擊穿電壓(Uaw,Ua)擊穿前能連續(xù)加在保護(hù)器指定端的最高瞬間時(shí)電壓值.過(guò)壓保護(hù)在下列情況下被擊穿: a)如果流過(guò)電阻元件的電流峰值超過(guò)1mA; b)如果過(guò)壓引起流過(guò)保護(hù)器的電流峰值超過(guò)1mA.

安全認(rèn)證CCEE安全認(rèn)證標(biāo)志又稱長(zhǎng)城標(biāo)志,為電工產(chǎn)品專用認(rèn)證標(biāo)志。(CCEE)是國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局授權(quán),代表中國(guó)參加國(guó)際電工委員會(huì)電工產(chǎn)品安全認(rèn)證組織(IECEE)的合法機(jī)構(gòu),代表國(guó)家組織對(duì)電工產(chǎn)品實(shí)施安全認(rèn)證(長(zhǎng)城標(biāo)志認(rèn)證)。

安全認(rèn)證中國(guó)國(guó)家監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家認(rèn)證認(rèn)可監(jiān)督管理委員會(huì)于2001年12月3日一起對(duì)外發(fā)布了《強(qiáng)制性產(chǎn)品認(rèn)證管理規(guī)定》,對(duì)列入目錄的19類132種產(chǎn)品實(shí)行“統(tǒng)一目錄、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與評(píng)定程序、統(tǒng)一標(biāo)志和統(tǒng)一收費(fèi)”的強(qiáng)制性認(rèn)證管理。

將原來(lái)的 “CCIB ”認(rèn)證和“CCEE認(rèn)證”統(tǒng)一為“中國(guó)強(qiáng)制認(rèn)證”(英文名稱為China Compulsory Certification ) ,其英文縮寫為“CCC”,故又簡(jiǎn)稱“3C”認(rèn)證。

端口吞吐量端口吞吐量是指端口包轉(zhuǎn)發(fā)能力,通常使用pps:包每秒來(lái)衡量,它是路由器在某端口上的包轉(zhuǎn)發(fā)能力。通常采用兩個(gè)相同速率接口測(cè)試。

但是測(cè)試接口可能與接口位置及關(guān)系相關(guān)。例如同一插卡上端口間測(cè)試的吞吐量可能與不同插卡上端口間吞吐量值不同。

擊穿時(shí)間主要反映保護(hù)元件的特性.保護(hù)等級(jí)愈高,擊穿時(shí)間愈長(zhǎng).擊穿時(shí)間可在一定范圍內(nèi)變化,依賴于du/dt或di/dt的斜率.

短路保護(hù)當(dāng)被保護(hù)線路趨于短路,而產(chǎn)生大于5倍額定電流時(shí),保護(hù)器切斷該線路。

開機(jī)延時(shí)這是一種新的概念,電源在接通之初到提供穩(wěn)定的輸出必然需要一定的時(shí)間的穩(wěn)定周期,在這個(gè)周期中電壓的穩(wěn)定度很難保證,所以電源設(shè)計(jì)者讓電源延時(shí)100ms-500ms,等電源穩(wěn)定后再向電腦提供高質(zhì)量的電源。

Double BufferingDouble Buffering(雙重緩沖區(qū)處理),絕大多數(shù)可支持OpenGl的3D加速卡都會(huì)提供兩組圖形畫面信息。這兩組圖形畫面信息通常被看著“前臺(tái)緩存”和“后臺(tái)緩存”。

顯示卡用“前臺(tái)緩存”存放正在顯示的這格畫面,而同時(shí)下一格畫面已經(jīng)在“后臺(tái)緩存”待命。然后顯示卡會(huì)將兩個(gè)緩存互換,“后臺(tái)緩存”的畫面會(huì)顯示出來(lái),且同時(shí)再于“前臺(tái)緩存”中畫好下一格待命,如此形成一種互補(bǔ)的工作方式不斷地進(jìn)行,以很快的速度對(duì)畫面的改變做出反應(yīng)。

斷電保護(hù)功能所謂斷電保護(hù)功能,即切換設(shè)備在正常工作時(shí)可存儲(chǔ)最后的通道切換命令,當(dāng)因突發(fā)情況發(fā)生斷電后,設(shè)備仍將保存此命令,待接電后設(shè)備自動(dòng)恢復(fù)為原有的切換狀態(tài)。

浪涌保護(hù)器浪涌保護(hù)器主要由壓敏電阻(變阻,限壓二極管) 和放電隙(放電通道)組成,用來(lái)保護(hù)其他電子設(shè)備和系統(tǒng),以及提供等電位連接。

EMIEMI(Electron-Magnetic Interference)-電磁干擾,任何產(chǎn)生電磁場(chǎng)的電子設(shè)備都會(huì)或多或少地產(chǎn)生噪聲場(chǎng),干擾其附近的電子設(shè)備,這種現(xiàn)象就叫做電磁干擾。6

斷路器根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn),電涌保護(hù)器必須帶有斷開裝置(斷路器),當(dāng)電涌保護(hù)器因任何形式的事故而導(dǎo)致壽命終止時(shí),該斷開裝置能安全地?cái)嚅_電路。

臨界頻率(Fg)在此頻率下,在特定的測(cè)試條件下,插入損耗為1dB

IEEE是美國(guó)制定電氣標(biāo)準(zhǔn)的專業(yè)性組織,全稱是Institute of Electricaland Electromics Engineers,它制定的IEEE802標(biāo)準(zhǔn)對(duì)局域網(wǎng)的發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。

額定電流能由過(guò)壓保護(hù)器傳導(dǎo)的額定工作電流。

漏電保護(hù)當(dāng)被保護(hù)線路的相線直接或通過(guò)非預(yù)期負(fù)載對(duì)大地接通,而產(chǎn)生近似正弦波形并且其有效值是緩慢變化的剩余電流,當(dāng)該電流大于一定數(shù)值時(shí),保護(hù)器切斷該線路。

安規(guī)認(rèn)證優(yōu)質(zhì)的電源具有FCC、美國(guó)UR和中國(guó)長(zhǎng)城等認(rèn)證標(biāo)志,這些認(rèn)證是認(rèn)證機(jī)構(gòu)根據(jù)行業(yè)內(nèi)技術(shù)規(guī)范對(duì)電源制定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn),包括生產(chǎn)流程、電磁干擾、安全保護(hù)等,凡是符合一定的指標(biāo)的產(chǎn)品在申報(bào)認(rèn)證后才能在包裝和產(chǎn)品表面使用認(rèn)證標(biāo)記,應(yīng)該說(shuō)具有一定的可信度。

邏輯器件測(cè)試速度邏輯器件測(cè)試速度是指測(cè)試儀每秒可向被測(cè)器件輸入端施加多少個(gè)測(cè)試向量(Test Vector),即TV/S,這是衡量測(cè)試儀性能的重要指標(biāo),速度越快越好,表明測(cè)試儀的檔次越高,HN2000/MX最高可達(dá)610KTV/S(國(guó)外測(cè)試儀Pinpoint達(dá)10MTV/S,QT200達(dá)500KTV/S。)。

該指標(biāo)應(yīng)準(zhǔn)確、穩(wěn)定,不隨微機(jī)的檔次而變。該指標(biāo)的主要作用是解決同一型號(hào)但不同類型邏輯器件采用同一測(cè)試速度有時(shí)不能測(cè)試成功的問題。

保護(hù)電平保護(hù)電平是指當(dāng)給電涌保護(hù)器加一個(gè)幅值為額定放電電流的電沖擊后,在保護(hù)器出口出現(xiàn)的最大電壓。這個(gè)電壓將直接加在被保護(hù)的設(shè)備上。

因此,為了達(dá)到有效的保護(hù),電涌保護(hù)器的保護(hù)電平應(yīng)低于被保護(hù)設(shè)備能承受的最大電壓。

脈沖電流寬度依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE 0675 part1的過(guò)壓保護(hù)設(shè)備的測(cè)試電流,被測(cè)設(shè)備必須能承受20次這樣的電流.

變送器將物理測(cè)量信號(hào)或普通電信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出或能夠以通訊協(xié)議方式輸出的設(shè)備。一般分為:溫度/濕度變送器,壓力變送器,差壓變送器,液位變送器,電流變送器,電量變送器,流量變送器,重量變送器等。

額定電壓(Un)

用來(lái)標(biāo)定器件,可長(zhǎng)久地加在過(guò)壓保護(hù)器兩端的電壓。

欠過(guò)壓保護(hù)當(dāng)被保護(hù)線路的電源電壓低于或高于一定數(shù)值時(shí),保護(hù)器切斷該線路;當(dāng)電源電壓恢復(fù)到正常范圍時(shí),保護(hù)器自動(dòng)接通

不同步轉(zhuǎn)換器不同步轉(zhuǎn)換器(ASYCHRONOUS)是不能夠介於兩個(gè)電源供應(yīng)器與負(fù)載之間的一種轉(zhuǎn)換器。

額定放電電流(Isn)避雷器在特性參數(shù)測(cè)驗(yàn)時(shí), 所通過(guò)的8/20波形(參看DIN VDE 0432/10.78 part3)涌流的峰值避雷器,必須能在 Uc下, 承受20次額定放電電流,而隨后的額定各參數(shù)值變化不超過(guò)10或20(視避雷器型號(hào)而定).

群集技術(shù)就像冗余部件可以使你免于硬件故障一樣,群集技術(shù)則可以使你免于整個(gè)系統(tǒng)的癱瘓以及操作系統(tǒng)和應(yīng)用層次的故障。

一臺(tái)服務(wù)器集群包含多臺(tái)擁有共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的服務(wù)器,各服務(wù)器之間通過(guò)內(nèi)部局域網(wǎng)進(jìn)行互相連接;當(dāng)其中一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí),它所運(yùn)行的應(yīng)用程序?qū)⑴c之相連的服務(wù)器自動(dòng)接管;在大多數(shù)情況下,集群中所有的計(jì)算機(jī)都擁有一個(gè)共同的名稱,集群系統(tǒng)內(nèi)任意一臺(tái)服務(wù)器都可被所有的網(wǎng)絡(luò)用戶所使用。

一般而言,群集和高可用性結(jié)合的服務(wù)器可將運(yùn)行提升至99.99。群集技術(shù)不僅僅能夠提供更長(zhǎng)的運(yùn)行時(shí)間,它在盡可能地減少與既定停機(jī)有關(guān)的停機(jī)時(shí)間方面同樣有著重要意義。

例如,如果使用群集,你可以在關(guān)閉一臺(tái)服務(wù)器的同時(shí),不用與用戶斷開即可進(jìn)行應(yīng)用,硬件,操作系統(tǒng)的流動(dòng)升級(jí)。集群系統(tǒng)通過(guò)功能整合和故障過(guò)渡技術(shù)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可用性和高可靠性,集群技術(shù)還能夠提供相對(duì)低廉的總體擁有成本和強(qiáng)大靈活的系統(tǒng)擴(kuò)充能力。

殘余電壓(Ur)當(dāng)流過(guò)放電電流時(shí)保護(hù)器指定端的峰值電壓.

風(fēng)扇軸承市場(chǎng)上的風(fēng)扇,其軸承一共有三類:含油軸承、單滾珠軸承(也就是含油加滾珠)、雙滾珠軸承。

滾珠軸承的優(yōu)點(diǎn)在于它的使用壽命長(zhǎng),同時(shí)自身發(fā)熱量小,噪音小,比較穩(wěn)定。而含油軸承在長(zhǎng)時(shí)間使用以后,其中的油脂揮發(fā),軸承磨損,后期噪音會(huì)很大,壽命也短。

分辨是含油軸承還是滾珠軸承,最簡(jiǎn)易的辦法就是用手撥動(dòng)扇葉,用同樣的力量,滾珠軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)要更容易一些,轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間也長(zhǎng),而且在停下來(lái)的時(shí)候會(huì)稍稍往反方向轉(zhuǎn)一下;而含油軸承的則明顯不一樣。

失真失真分為波形失真,電壓失真、電流失真…等,不論是何種失真,皆以百分比來(lái)計(jì)算,其失真的大小與諧波、電壓、電流以及功率因子有關(guān)系。

電磁傳導(dǎo)干擾從電磁安全的角度上講,電腦要符合電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)。

電磁對(duì)電網(wǎng)的干擾會(huì)對(duì)電子設(shè)備有不良影響,也會(huì)對(duì)人體健康帶來(lái)危害。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織和世界上絕大多數(shù)國(guó)家對(duì)電磁干擾和射頻干擾制定了若干標(biāo)準(zhǔn),標(biāo)準(zhǔn)要求電子設(shè)備的生產(chǎn)廠商對(duì)其產(chǎn)品的輻射和傳導(dǎo)干擾降低到可接受程度,最著名的是“FCCB”,它是美國(guó)對(duì)住宅環(huán)境所制定的電磁干擾標(biāo)準(zhǔn)。

服務(wù)器電源服務(wù)器電源有兩種,一種是冗余服務(wù)器電源,一種是大功率電源。

冗余服務(wù)器電源由兩個(gè)PC電源組合而成,兩個(gè)電源之間通過(guò)一些特殊的電路進(jìn)行連接,在一個(gè)電源工作時(shí),另一個(gè)電源處于備用狀態(tài),當(dāng)工作的電源突然出現(xiàn)故障時(shí),另一個(gè)備用電源能在很短的時(shí)間內(nèi)接替故障電源進(jìn)行工作,以防止服務(wù)器出現(xiàn)“宕機(jī)”現(xiàn)象。

冗余服務(wù)器電源一般用在銀行、電信等不可“宕機(jī)”的部門,普通消費(fèi)者往往并不適合采用。

輸出阻抗阻抗是電路或設(shè)備對(duì)交流電流的阻力,輸出阻抗是在出口處測(cè)得的阻抗。

與模擬輸出串聯(lián)表示的等價(jià)阻抗。阻抗越小,驅(qū)動(dòng)更大負(fù)載的能力就越高。

電擊保護(hù)當(dāng)被保護(hù)線路的相線直接或通過(guò)非預(yù)期負(fù)載對(duì)大地接通,而產(chǎn)生非正弦波形并且其有效值是瞬時(shí)變化的剩余電流,當(dāng)該電流大于一定數(shù)值時(shí),保護(hù)器切斷該線路。

高電流脈沖(Ish)

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)DIN VDE 0675 part1的過(guò)壓保護(hù)設(shè)備的4/10波形的測(cè)試電流, 被測(cè)設(shè)備必須能承受2次這樣的電流.

輸入電壓范圍即UPS允許市電電壓的變化范圍,因?yàn)楫?dāng)?shù)氐碾妷翰▌?dòng)情況直接影響UPS的運(yùn)行,特別是有些地區(qū)電網(wǎng)比較惡劣,白天和晚上的電壓相差很大。

如果UPS 要24小時(shí)工作,在如此大的變化范圍里,UPS能否工作至關(guān)重要。如不能工作,只有轉(zhuǎn)電池,這樣一則電池并沒有用于真正的斷電,二則頻繁轉(zhuǎn)電池會(huì)影響電池的壽命。

如果該UPS的轉(zhuǎn)電池裝置為繼電器,則對(duì)繼電器的損壞特別嚴(yán)重,大大增加了UPS的故障率。

電壓保護(hù)等級(jí)(Up)

標(biāo)準(zhǔn)雷電脈沖擊穿電壓的峰值,在額定放電電流Isn下, 受保護(hù)端的殘余電壓,對(duì)于電源系統(tǒng)避雷器而言, 根據(jù)過(guò)壓分類(1,2,3,4),保護(hù)水平?jīng)Q定其安裝位置;對(duì)于信息系統(tǒng)保護(hù)器而言, 保護(hù)水平必須與欲保護(hù)系統(tǒng)和設(shè)備的兼容性相匹配.

工作電壓

工作電壓指的也就是CPU正常工作所需的電壓。隨著CPU的制造工藝與主頻的提高,CPU的工作電壓有逐步下降的趨勢(shì)。低電壓能解決耗電過(guò)大和發(fā)熱過(guò)高的問題,這對(duì)于筆記本電腦尤其重要。

輸入阻抗

阻抗是電路或設(shè)備對(duì)交流電流的阻力,輸入阻抗是在入口處測(cè)得的阻抗,一個(gè)輸入放在一個(gè)驅(qū)動(dòng)它的信號(hào)源的負(fù)載數(shù)量。

高輸入阻抗能夠減小電路連接時(shí)信號(hào)的變化,因而也是最理想的。在給定電壓下最小的阻抗就是最小輸入阻抗。作為輸入電流的替代或補(bǔ)充,它確定輸入功率要求。

電壓等級(jí)(Uc)

能加在指定端不引起特性的變化和擊活保護(hù)元件的最大電壓。

功率因子

這個(gè)數(shù)值通常介于0與1之間,而且其數(shù)值絕對(duì)不能大于1,它是W(實(shí)功率)與VA(虛功率)值之間的比數(shù),而比數(shù)的高與低,比數(shù)越高則電器本身的效能越好,反之比數(shù)越低,則表示電器本身所消耗的能源越大,也就越耗電。

瞬間反應(yīng)能力

當(dāng)輸入電壓在瞬間發(fā)生較大的變化(在允許范圍之內(nèi)),輸出的穩(wěn)定電壓值恢復(fù)正常所用的時(shí)間,也是電源對(duì)異常情況的反應(yīng)能力。

電源風(fēng)扇

電源風(fēng)扇是電源的一個(gè)重要組成部份,負(fù)責(zé)將電源內(nèi)的熱空氣抽出。打開電源內(nèi)部可以看到有兩塊較大的散熱片,散熱片上的大功率管的性能和極限參數(shù)直接影響到電源的安全承載功率和產(chǎn)品成本。

此外,電源的后部?jī)蓚€(gè)插座分別用來(lái)連接外界電源和為顯示器提供插座,一般雄性插座為電源插座。在兩個(gè)插座間有個(gè)電壓設(shè)定開關(guān)用于切換110V與220V兩種電壓制式,在國(guó)內(nèi)普遍采用220V電壓制式,如果錯(cuò)誤的設(shè)定在110V檔上會(huì)對(duì)電源造成傷害。

過(guò)流保護(hù)

當(dāng)被保護(hù)線路負(fù)載增大,而產(chǎn)生大于1.4倍額定電流時(shí),保護(hù)器延時(shí)后切斷該線路。

系統(tǒng)認(rèn)證

作為專業(yè)用戶的整體解決方案,工作站需要進(jìn)行整機(jī)系統(tǒng)認(rèn)證,確保系統(tǒng)可以處理由雙CPU,多個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磁盤及圖卡產(chǎn)生的熱量,確保電源可滿足開機(jī)和高速轉(zhuǎn)動(dòng)的磁盤及圖形卡的穩(wěn)定電壓的要求,保證產(chǎn)品在最苛刻的環(huán)境下也能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

電源功率

電源功率越小,機(jī)器所產(chǎn)生的熱量就小,這樣機(jī)器連續(xù)投影時(shí)間就長(zhǎng)。

為了使用安全,投影機(jī)里一般裝有過(guò)熱保護(hù)裝置。

過(guò)壓保護(hù)

ATX電源較傳統(tǒng)AT電源多了3.3V電壓組,有的主板沒有穩(wěn)壓組件直接用3.3V為主板部分設(shè)備供電,即便是具有穩(wěn)壓裝置的線路,對(duì)輸入電壓也有上限,一旦電壓升高對(duì)被供電設(shè)備可能會(huì)造成嚴(yán)重不可逆的物理?yè)p傷。所以電源的過(guò)壓保護(hù)十分重要,防患于未然。

噪音和濾波

這項(xiàng)指標(biāo)需要通過(guò)專業(yè)儀器才能直觀量化判斷,主要是220V交流電經(jīng)過(guò)開關(guān)電源的濾波和穩(wěn)壓變換成各種低電壓的直流電,噪音標(biāo)志輸出直流電的平滑程度,濾波品質(zhì)的高低直接關(guān)系到輸出直流電中交流分量的高低,也被稱為波紋系數(shù),這個(gè)系數(shù)越小越好。

同時(shí)濾波電容的容量和品質(zhì)也關(guān)系到電流有較大變動(dòng)時(shí)電壓的穩(wěn)定程度。

電源管理

指如何將電源有效分配給系統(tǒng)的不同組件。電源管理對(duì)于依賴電池電源的移動(dòng)式設(shè)備至關(guān)重要。通過(guò)降低組件閑置時(shí)的能耗,優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)能夠?qū)㈦姵貕勖娱L(zhǎng)兩倍或三倍。

阻抗

阻抗(Impedance):注意與電阻含義的區(qū)別,在直流電(DC)的世界中,物體對(duì)電流阻礙的作用叫做電阻,但是在交流電(AC)的領(lǐng)域中則除了電阻會(huì)阻礙電流以外,電容及電感也會(huì)阻礙電流的流動(dòng),這種作用就稱之為電抗,而我們?nèi)粘Kf(shuō)的阻抗是電阻與電抗在向量上的和。

電源消耗管理

IEEE802.11還定義了MAC層的信令方式,通過(guò)電源管理軟件的控制,使得移動(dòng)用戶能具有最長(zhǎng)的電池壽命。電源管理會(huì)在無(wú)數(shù)據(jù)傳輸時(shí)使網(wǎng)絡(luò)處于休眠(低電源或斷電)狀態(tài),這樣就可能會(huì)丟失數(shù)據(jù)包。

為解決這一問題,IEEE802.11規(guī)定了AP應(yīng)具有緩沖區(qū)去儲(chǔ)存信息,處于休眠的移動(dòng)用戶會(huì)定期醒來(lái)恢復(fù)該信息。

回波損耗

在高頻場(chǎng)合,反映行波在保護(hù)設(shè)備的過(guò)渡點(diǎn)處被反射的比例。

在這一參數(shù)下可直接衡量, 保護(hù)器件與系統(tǒng)的涌波阻抗的匹配程度。

對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng),為防止位錯(cuò)誤,系統(tǒng)的回波損耗必須大于20dB。

作用

不刺眼睛,省電且節(jié)能環(huán)保,光線柔和護(hù)眼。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李嘉騫 - 博士 - 同濟(jì)大學(xué)