LED 照明灯具在设计时，就必须考虑选用合适的LED 驱动电源，LED 驱动电源的质量直接决定了LED 灯具的质量，同时要考虑LED的连接方式。目前LED的连接方式有串联、并联、混联、交叉阵列。LED灯板设计是要根据产品的设计实际情况，进行合理的匹配设计（采用合理的方式将LED 连接在一起），才能保证 LED灯板的正常工作。白光LED灯珠的正向电压范围一般为3.0~3.6 V，功率为1W、3W，工作电流为350mA、700mA（实际工作电流为300mA、600mA）。但是对LED日光灯、LED筒灯等照明灯具是用多个中小功率 LED灯珠 通过串并联方式组合在一起的，其中每一颗LED工作电流为45~120 mA。通常需要数量较多的LED灯珠匹配，才能产生均匀的亮度。目前也有COB面光源，串数为12串，电流大小不一,从3W到60W不等。
注：
①LED的排列方式及 LED光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED 驱动电源的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过 LED的电流，而无论输入及输出电压如何变化。
②LED灯珠的VF值与发光颜色有关，同时与LED的工作温度有关，温度不同LED的VF值也不同，其环境温度越高，VF值越小，VF值与环境温度成反比。
③LED灯珠的VF值与生产厂家不同而不同，同一种封装LED不同厂家，其VF值也不一样。
要设计LED驱动电路（电源），就必须掌握LED灯珠工作原理。LED灯珠的亮度主要与VF、IF有关。VF的微小变化会引起IF较大的变化，从而引起亮度的较大变化。要使LED保持最佳的亮度状态，需要恒流源来驱动。LED驱动电路是一种电源转换电路，但输出的是恒定电流而非恒定电压。无论在任何情况下，都要输出恒定而平均的电流，纹波电流要控制在一定的范围内。
选择LED驱动电源时，要确定LED灯珠工作环境温度状态下的VF值的大小，根据连接LED数量的串并关系来选择合适的驱动电源输出电压（工作电压）工作范围。用LED最大VF值×串联LED数量得出的总电压=LED工作电压最大值。其工作电压的最大值比电源的输出最高电压小5V以上。用LED最小VF值×串联LED数量得出的总电压=LED工作电压最小值，其工作电压最小值比电源的输出最低电压高5V以上。也就是LED驱动电源工作电压范围=(LED工作总电压（3.2V×串联LED数量）+5V~LED工作总电压（3.2V×串联LED数量）-5V)。LED驱动电源工作总功率的为其选择电源功率90%左右。
注：
①VF是LED灯珠的正向压降、IF是LED灯珠的正向电流。LED驱动电源输出最高电压=电源功率÷输出电流，最低输出电压=输出最高电压×60%。
②LED灯具整灯光效=(LED光源光效×透光率×热损失×驱动电源转换效率）。
③选择LED 驱动电源时，要选择效率高的驱动电源，这样的驱动电源发热小，其工作寿命长，目前10W以下LED 驱动电源，其效率一般在80%以上。10W以上LED 驱动电源，其效率一般在90%以上。
白光LED要得到良好的应用，且能获得较高的使用效率。就必须采用相适应的LED驱动电源来满足LED工作要求。LED驱动电源的要求如下：
①LED驱动电源是为LED供电的特种电源，具有电路结构简单、体积小、转换效率高的特点。
②LED驱动电源的输出电参数（即输出电流、输出电压）与LED灯珠的参数相匹配，满足LED灯具工作的要求，要具有较高的恒流精度控制、合适的限压功能。
注：
LED驱动电源多路输出时，每一路的输出都要能够单独控制。
③LED驱动电源具有线性度较好的调光功能，以满足LED不同应用场合调光的要求。
④LED驱动电源在LED开路、短路、驱动电路故障时，LED驱动电源能够对其电源本身、LED、使用者都有相应的保护，不会产生危险。
⑤LED驱动电源工作时，应满足相关的电磁兼容性(EMC、EMI)要求。
LED驱动电源根据不同场合的应用要求，可以采用恒定电压(CV)、恒定电流(CC)、恒流恒压(CCCV)三种电路。
（1）恒流式(CC)
①恒流驱动电路输出的电流是恒定的，而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。负载阻值小，输出电压就低；负载阻值越大，输出电压就越高。
②恒流电源不怕负载短路，但严禁负载完全开路。
③恒流驱动电源驱动LED光源是较为理想的，但相对而言价格较高。
④注意电源在使用最大承受电压值，它限制了LED光源的使用数量。
恒流式(CC)电源的外形，如图1所示。
图1 恒流式(CC)电源的外形
注：
①恒流驱动电源输出端出现异常，造成产品正、负极短路，恒流驱动电源会启动短路保护功能，不会因为异常造成恒流驱动电源永久性损坏。
②当LED灯串联的 VF值在恒流驱动电源设计电压范围内时，输出电流恒定不变，当LED 灯串联的VF值超过恒流驱动电源设计电压范围时，电源进入过载保护，灯呈闪烁现象。
③恒流驱动电源使用温度超过设计温度时。驱动IC呈线性电流下降，以保证恒流驱动电源不损坏，同时LED灯会持续发光。
④恒流驱动电源有的有空载保护，在接上电瞬间是没有输出的，这一点读者要注意的。
⑤LED驱动电源选择无频闪的，输入输出线符合安规标准，LED驱动电源通过相关的认证，如EMC与EMI、CE、SAA、CQC、CCC、UL认证。
⑥功率因数是有功功率与视在功率的比值，在一定程度上反映了电能利用的比例，数值越大超越好，最好能接近1。
（2）恒压式(CV)
①当恒压电源中的各项参数确定以后，输出的电压是固定的，而输出的电流却随着负载的增减而变化。
②恒压电源不怕负载开路，目前的恒压电源有短路保护、过流及过载保护。
③以恒压驱动电源驱动LED光源，每串需要加上合适的电阻，才能使每串LED光源显示亮度平均。
④LED光源亮度会受整流而来的电压变化的影响。
注：
①恒压电源在恒压工作时，其负载功率只能是恒压电源功率的80%。
②开关电源产品广泛应用于工业自动化控制、军工设备、科研设备、LED照明、工控设备、通讯设备、电力设备、仪器仪表、医疗设备、半导体制冷制热、空气净化器，电子冰箱，液晶显示器等领域。
恒压式(CV)电源的外形，如图2所示。
图2 恒压式(CV)电源的外形
（3） 恒流恒压(CCCV)
①恒流恒压电源在负载发生变化的情况下，努力使输出电压保持稳定，输出电流必须小于恒流电流值。
②恒流恒压电源在恒压输出时，恒流源处于休止状态，不干预输出电压和输出电流。
③恒流恒压电源恒流输出时，恒压源处于休止状态，不再干预输出电压的高低。
注：
①通过开关电源铭牌找到输出电压参数，如果输出电压是恒定的电压值（如DC 5V、12V、24V等），则为恒压源。如果输出电压标称为一个电压范围（如27-42V、15-30V等），则为为恒流源。
②恒流恒压LED驱动电源具有恒压（CV）和恒流（CC）特性，既可以工作在恒压CV方式，也可以工作在恒流（CC）方式。
恒流恒压(CCCV)电源的外形，如图3所示。
图3 恒流恒压(CCCV)电源的外形
注：
①明纬电源的HLG、ELG系列产品具有具有恒压（CV）+恒流（CC）特性，即可以以恒压（CV）方式驱动，也可以以恒流（CC）方式驱动直接驱动。
②明纬电源的常用开关电源系列有G3系列、LRS系列及PFC 系列。
LED照明灯具设计需要考虑的因素如下：
①输出功率。主要涉及LED正向电压范围及电流及LED排列（串并）方式及LED封装、LED功率等。
②驱动电源。电源的类型有AC-DC电源、DC-DC电源、AC电源直接驱动、要有3C认证。
③功能要求。调光要求、调光方式、照明控制。
④其他要求。能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理、标准及可靠性等。
⑤其他因素。机械连接、安装、维修/替换、寿命周期、物流等。
⑥智能控制。传感器、Wifi、ZigBee、Z-wave及蓝牙等。
9月1日起，LED驱动电源正式纳入3C强制认证，同时也符合CNCA-C10-01:《强制性产品认证实施规则照明电器》及CQC-C1001-《强制性产品认证实施细则照明电器》要求。LED电源（led模块用直流或交流电子控制装置）3C认证依据的主要标准有GB 19510.1-《灯的控制装置第1部分：一般要求和安全要求》、GB 19510.14-《灯的控制装置第14部分：led模块用直流或交流电子控制装置的特殊要求》、GB/T 17743-《电气照明和类似设备的无线电骚扰特性的限值和测量方法》及GB 17625.1-《电磁兼容限值谐波电流发射限值(设备每相输入电流≤16A)》。
广州 刘祖涛
