目前一般市场上有非隔离设计和隔离驱动电源。非隔离设计仅限于双绝缘产品,如灯泡更换产品,与整个产品融为一体,用不导电塑料密封。因此,最终用户没有任何触电风险。二次产品孤立,价格比较贵。但是在用户可以触摸LED和输出接线的地方(通常是LED和路灯应用的情况),这样的产品是必须的。
带有隔离变压器或电气隔离装置,可以用手直接触摸发光二极管,不会触电。而没有隔离变压器的电源在保护壳的帮助下仍然可以实现部分机械绝缘,此时的LED在工作时不能直接接触。
绝缘灯泡将成为未来的主流
物理设计决定驱动器是隔离的还是非隔离的。安全规则通常要求使用两个独立的隔离层。设计师可以选择两种物理隔离层,即塑料扩散层和玻璃屏蔽层,使用非隔离电源。如果物理隔离的成本太高,存在机械困难或者吸收了太多的光,那么电源中必须解决电气隔离的问题。
隔离电源通常比同等功率水平的非隔离电源大。照明设计师在设计的每一款产品中,都要做大量的成本和设计优化工作。因为适用于不同的应用场合,无论是隔离绝缘变压器还是隔离保护灯罩外壳,设计师总会从不同的角度提出不同的见解。
通常他们会从成本和制造工艺、效率和体积、绝缘可靠性和安全规格等多个方面进行分析。用变压器驱动成本更高,但也更实用,可以满足终端用户不小心触碰LED的需求。当白炽灯的玻璃外壳容易损坏时,可以用E27型号的普通灯泡代替。
另外,在工业领域或者办公设备应用中,不需要接触终端用户,比如路灯、商场照明等,此时的LED灯确实需要隔离变压器。
作为最终用户可以安全使用的产品,必须考虑绝缘和隔离的可靠性。作为一个完整的产品,产品表面能被用户接触到的部分必须隔离,任何人都不能触电。就产品的整个体系而言,隔离是必然的,唯一不同的是隔离设置的位置。有些设计师采用隔离变压器设计,可以简化散热和灯罩的设计。如果使用非隔离驱动设计,必须在灯壳和其他结构中考虑可靠的绝缘要求。因此,作为电源驱动器,隔离和非隔离方案总是同时存在的。
中国LED驱动电源厂商可能面临的主要挑战是寻找低成本的交流/DC驱动器,从而在低成本的电源系统中实现更严格的功率因数和效率性能。未来在空间有限、散热困难的系统(如LED灯)中,也不会免费使用高质量、可靠的电源。然而,在最终用户多次使用之前,很难证明某一种灯泡的高质量。基于变压器的隔离式发光二极管驱动电源将成为主流
隔离式和非隔离式LED驱动电源方案各有利弊。业界认为ClassII会是主流,因为它简化了问题。一级或二级系统取决于接地系统,这在大多数情况下与安装位置密切相关。ClassII比较常见,需要两级或加强隔离,即变压器磁绕组、绝缘带和物理隔离。经典系统需要接地外壳和/或机械屏障,而经典I系统不需要。
目前,几个趋势正在推动发光二极管照明市场的发展。首先是效率的不断提高和高效可靠的恒流LED驱动电源的出现。第二个是全球立法禁止白炽灯(由于其效率低)和CFL节能灯逐渐淡出(如果坏了,会排放对环境有害的汞)。这些因素的结合使得LED照明成为一种长期的发展趋势。当然,低系统成本(包括LED、热管理系统、LED驱动器)始终是消费者广泛采用LED通用照明的驱动力。
事实上,在许多LED照明产品中,故障是一种常见现象,大多数是由于电源故障,而不是LED故障。在设计层面,这意味着OEM必须成为系统热设计的专家。发光二极管提供高效率,但它们也比白炽灯或节能灯产生更多的传导热量。
由于很多LED照明应用都是封闭在一个很小的空间内,很难通过通风散热。如果没有精心的热设计,LED和电源驱动电路很容易因高温而退化或永久失效。