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灯具百科

LED灯具功率偏差分析

栏目:灯具百科 时间:2019年03月29日 浏览:

LED照明产品“质量门”事件高发,一方面是行业规范和监管缺位,另一方 面是企业自身品质意识淡薄,设计能力、工艺水平缺陷。

本文以 LED 灯具功 率偏差失控为例,理论推 算结合案例演算,详细分 析驱动电源恒流精度,LED 正向压 降分布对灯具功率的偏差影响,供设计人员参考,以提升 LED 产品的设计品质。

近期各 媒体频繁报道国家和地方质检部门抽检 LED 光源和 LED 灯具质量不合格事件,高发的“质量门”事件严 重损害企业自身形象和我国 LED 产业在 国际舞台的品牌形象,情势令人警醒。

在不合格测试项目中,灯具实 际测试功率与产品宣称功率不符合占不小的比例。早在 2010 年我国 已发布国家标准 GB/T24908-2010《普通照明用自镇流 LED 灯性能要求》中的第 5.3 条要求“灯在额 定电压和额定频率下工作时,其实际 消耗功率与额定功率之差不应大于 15% 或 0.5W”,国际电工委员会亦在 IEC62722-1 第 7 款中要求“灯具的 电参数标称值与实际值偏差不应大于 10%”。

笔者认为,造成产 品功率偏差的原因有如下几点:

第一、迫于成本压力,生产环节偷工减料,省去了 必要的产品测试流程,不合格 品未在厂内剔除,以次充好流向市场。

第二、LED 灯珠散 热设计余量不足,装配工艺,来料的 偏差造成灯珠过热,正向压降(Vf)下降失控,造成灯 具实际功率偏离下限。

第三、灯具选 配的驱动电源热稳定性差,输出电流温度漂移大,直接造 成灯具功率在大范围偏离。

第四、为降低 LED 灯珠来料采购成本,灯珠采 购未按设计要求挑选 LED Vf 分布 BIN,造成 LED 实际消 耗功率偏离设计中心值。

第五、选配的 驱动电源恒流精度低(一般为 5%-8%),无法适配灯珠多样的 Vf BIN。

笔者认为,前三个 原因直接反应生产厂家的品质意识淡薄,与设计关联性不大,本文不展开评述,后两个 诱因与灯具驱动电源的精度设计有强相关性,具体分析如下:

根据灯 具功率计算表达式

推导出:

Pin-灯具标称功率

△P-偏差百分比

C-驱动电源效率

U0-LED灯串正 向压降设计中心值

△U-偏差百分比

I0-LED驱动电流设计中心值

△I-偏差百分比

假定驱动电源精度(?I)为 5%,若要满足 IEC 功率标称要求,?P在 10% 以内,根据表达式【1】计算得出 LED 灯串电压偏差百分比(?U)约为 4.8%,这意味着要严格筛选 LED 灯珠 Vf BIN,直接造 成隐形的灯珠采购成本攀升。

例如,工程师选用 OSRAM LCW CRDD 系列灯珠(Vf BIN 表如下)12 颗设计中心值为 36V 的灯串。

若选用恒流精度 5% 驱动电源,则要求 灯串压降最小值为 34.27V,最大值为 37.72V。

对照灯珠的 Vf BIN 分布表格不难发现,在不采取有效混 BIN 措施的情况下,近一半 的灯珠无法在量产时使用,灯珠采 购成本间接大幅增加。

若选用恒流精度为 1% 驱动电源,则要求 灯串压降最小值为 32.79V, 最大值为 39.204V,完全覆盖灯珠 Vf BIN,无需任何混 BIN 措施,生产成本,采购成本大幅减少。

通过上 述案例对比分析不难看出,高精度 驱动电源可以有效规避灯具厂繁琐且难以预测比例的灯珠混合使用的困扰,大幅减 少系统综合成本,电源的“小代价”换来系统的“大收益”。

LED 照明竞 争已趋于白热化,产品价格持续走低,以牺牲 产品品质甚至违背行业规范和法规要求为代价的低价策略不可取。LED 行业从 业技术人员必须在满足产品质量要求前提下,探索低成本解决方案,让普通 人都能买得起且高品质的 LED 照明产品。


标签:LED灯具功率

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