为什么LED驱动电源会失效
发布时间：2022/3/2 17:31:51
与LED光源相比，LED驱动电源的结构更加复杂，会有更多的取舍，这使得LED驱动电源在LED光源出现故障之前往往会出现故障。据统计，整个灯具故障80%以上是由电源故障引起的。LED驱动水平适配器是一种电压转换器，它将适配器的电源转换为特定的电压和电流来驱动LED灯。LED驱动电源适配器的输入一般包括高压工频通信（即市电）、低压直流、高压直流、低压高频通信（即电子变压器的输出）等，导致LED驱动电源故障的原因很多，可归纳为以下几类。
1.电子元器件老化
包括电阻、电容、二极管、三极管、发光二极管、连接器、集成电路等器件断路、短路、烧损、漏电、功能失效、电气参数不合格、不稳定失效等故障问题。
2.电网电压超过用电负荷
当同一变压器电网的分支接线过长，且分支内有大型电力设备时，大型设备启停时电网电压会剧烈波动，甚至导致电网失稳。当电网瞬时电压超过310VAC时，驱动器可能损坏（即使有防雷装置，也是无效的，因为防雷装置要处理几十微秒的脉冲峰值，电网波动可能达到几十毫秒，甚至几百毫秒）。因此，路灯支路电网上有大型电机时应特别注意。最好监测电网的波动幅度，或由单独的电网变压器供电。
3.雷害
雷击是一种常见的自然现象，尤其是在雨季。据估计，全球每年因其造成的危害和损失高达数千亿美元。雷电分为直击雷和间接雷，间接雷主要包括传导雷和感应雷。由于直击雷能量冲击很大，破坏力很强，一般电源无法承受，所以这里我们主要讨论间接雷的类型。
雷电冲击波是一种瞬态波，属于瞬态干扰。它可以是浪涌电压或浪涌电流。它沿着电力线或其他路径（传导雷电）或通过电磁场（感应雷电）传输到电力线。其波形特点是先快速上升，然后缓慢下降。这种现象将对电力供应产生致命的影响。瞬时冲击波的冲击力远远超过了一般电子器件的电应力，其直接后果是电子元器件的损坏。
4.电源设计中存在的问题
（1） 电源设计。虽然LED发光效率高，但仍有80%-85%的热损失，导致灯内温度升高20-30k。当室温为25℃时，灯具内部温升为45-55℃。如果电源长期在高温环境下工作，必须增加功率裕度以保证其使用寿命。一般保留1.5-2倍的保证金。
（2） 组件选择。当灯具内部温度在45℃～55℃之间时，电源内部温升在20℃左右时，元器件的温度应达到65℃～75℃。某些部件在高温下会出现参数漂移，甚至缩短使用寿命。因此，必须选择能在高温下长期使用的元件，并特别注意电解电容器和导线。，一般上下限各留1～2V裕量。
（4）PCB布板设计。LED灯具留给电源的尺寸较小(除非电源是外置的)，所以在PCB设计上要求较高，要考虑的因素也较多。安全距离要留够，要求输入和输出隔离的电源，一次侧电路和二次侧电路要求耐压1500～2500VAC，在PCB上至少要留够3mm的距离。如果是金属外壳的灯具，则整个电源的布板还要考虑高压部分和外壳的安全距离。如果没有空间保证安全距离就要利用其他措施保证绝缘，比如在PCB上打孔、加绝缘纸、灌封绝缘胶等。另外布板还要考虑热量均衡，发热元件要均匀分布，不能集中放置，避免局部温度升高。电解电容远离热源，减缓老化，延长使用寿命。
5、LED电源散热不良
驱动电路由电子元件组成，少数元件对温度非常敏感。如电解电容，通行的电解电容寿命估算公式为“温度每降低10度，寿命增加一倍”，散热不良很可能导致其寿命大大缩短，提前失效，致使LED电压出现故障，灯具失效。尤其是对于内置式电源（放在整灯内的电源），发热量大的电源会增加整灯的导热、散热压力，LED的温度将升高，其光效和寿命将大大降低。所以在设计LED电源时，就应该重视其自身的散热问题。因此在开始设计灯具初期进行评估，电源的设计同步进行，就能解决以上问题。在设计中要综合考虑LED的散热和电源的散热，整体控制灯具的升温，这样才能设计出较好的灯具。
6、PCB质量问题
包括PCB、PCBA润湿不良、爆板、分层、CAF、开路、短路等等各种失效问题。
7、焊点失效
电源封装主要涉及PCB板与元器件之间的连接工序，其中焊点扮演者重要的角色。焊点的主要作用是实现电子元器件与基板（LED电源中针对的是PCB板）的机械连接和电气连接，焊点质量严重影响着器件的可靠性。焊点失效一方面来自于生产装配中的焊接故障，如焊料桥连、虚焊、空洞、曼哈顿现象。另一方面是在服役过程中，当环境温度变化时，由于元器件与PCB板存在热膨胀系数差，在焊点内产生热应力，应力的周期性变化会造成焊点的疲劳损伤，最终导致疲劳失效。
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