張猛+徐雪

摘 要 基于LED路燈恒流驅(qū)動電源輸出電流的穩(wěn)定性與照明系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量密切相關(guān)，以及恒流驅(qū)動電源中元器件的參數(shù)值受多種因素影響等實(shí)況。文章提出了將正交試驗(yàn)、均勻試驗(yàn)等數(shù)學(xué)手段應(yīng)用進(jìn)可靠性容差設(shè)計(jì)程序中，希望其在可靠性容差設(shè)計(jì)的應(yīng)用，在確保開關(guān)電源輸出電流平穩(wěn)性、降低容差設(shè)計(jì)工作量方面發(fā)揮巨大的作用。

【關(guān)鍵詞】LED路燈 恒流驅(qū)動電源 可靠性容差設(shè)計(jì) 正交試驗(yàn) 均勻試驗(yàn)

電子電路內(nèi)的很多元器件的參數(shù)值在分散化加工、外界因素與老化反應(yīng)的制約性常常會出現(xiàn)與標(biāo)準(zhǔn)值偏離的現(xiàn)象，而電子線路可靠性容差設(shè)計(jì)能夠?qū)ι鲜霈F(xiàn)象起到緩解作用。本文在整合前人研究成果的基礎(chǔ)上，應(yīng)用了正交試驗(yàn)與均勻試驗(yàn)這兩種數(shù)學(xué)手段，旨在實(shí)現(xiàn)優(yōu)化以EDA為基準(zhǔn)的可靠性容差設(shè)計(jì)方法，確保LED控制電路輸出功率的實(shí)效性。

1 可靠性容差設(shè)計(jì)方式方法

1.1 正交試驗(yàn)的靈敏度分析

電路靈敏度實(shí)質(zhì)上就是電子電路每個電路元器件參數(shù)對其輸出特性的敏感程度。通常應(yīng)用相對靈敏度去判別因素對目標(biāo)特性造成的干擾程度，其可以用電路輸出特性的相對變化量和元器件參數(shù)的相對變化量之間的比值得出來。設(shè)f=f（x1，x2，x3…xn），其中f—電路的輸出特性，xi—電路的輸入特性。如果x10，x20…xn0為n個元器件參數(shù)的中心值，可以推導(dǎo)出Sfxi（相對靈敏度）的數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：

在電路系統(tǒng)內(nèi)部元器件類型多樣化的情況下，電源靈敏度分析工作也將是繁重的，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方式的輔助是優(yōu)化試驗(yàn)質(zhì)量的有效對策。正交試驗(yàn)為多因素試驗(yàn)的一種類型，其在整體試驗(yàn)中挑選出關(guān)鍵點(diǎn)開展試驗(yàn)，這些關(guān)鍵點(diǎn)帶有勻稱性與整齊性特征，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。在對LED路燈恒流驅(qū)動電源可靠性容差開展正交試驗(yàn)過程中，通常應(yīng)用極差分析法達(dá)到對其靈敏度分析這一目標(biāo)。

1.2 均勻試驗(yàn)的容差分析

在對LED路燈恒流驅(qū)動電源可靠性容差分析過程中，蒙特—卡羅分析方法具有較高的應(yīng)用率。其應(yīng)用原理可以概述為，當(dāng)電路元部件參數(shù)與某種分布形態(tài)相匹配之時，借助組成電路系統(tǒng)的一些參數(shù)抽樣值去實(shí)現(xiàn)分析電路性能參數(shù)偏差。該統(tǒng)計(jì)分析方法所取得的結(jié)果和真實(shí)值最為貼近，但是需要進(jìn)行多次試驗(yàn)。

2 基于EDA仿真技術(shù)的LED路燈恒流驅(qū)動電源可靠性容差設(shè)計(jì)模式

在EDA仿真技術(shù)的協(xié)助下，LED路燈恒流驅(qū)動電源可靠性容差設(shè)計(jì)方法的程序圖可以用圖1表示出來。

對上述程序圖進(jìn)行解析，可以將LED電子線路可靠性容差設(shè)計(jì)方法分解為以下兩個過程：過程Ⅰ為程序圖中的1～3，其宗旨是明確電路性質(zhì)與可靠度標(biāo)準(zhǔn)，并借助EAD軟件開展仿真工作；過程Ⅱ?yàn)槌绦驁D中的4～8，在電子線路EAD模型、蒙特-卡羅分析、正交試驗(yàn)、均勻試驗(yàn)等數(shù)學(xué)方式方法的協(xié)助下，對LED路燈恒流驅(qū)動電源的容差進(jìn)行科學(xué)的分析與配置，最后獲得確切的容差設(shè)計(jì)結(jié)果。在沒有滿足標(biāo)準(zhǔn)的容差配置方案的情況下，需要進(jìn)行9對LED電路參數(shù)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與規(guī)劃。

3 探究LED路燈恒流驅(qū)動電源技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

眾所周知，LED路燈工作電壓值處于較低的層次上，多數(shù)為（3.4士0.2）V，單顆LED芯片功率工作電流在0.20-1.40之間波動，并且為單向傳導(dǎo)模式。為了確保LED路燈功率的正常輸出，需要借助驅(qū)動電源把220V市電轉(zhuǎn)變?yōu)長ED正常工作的特定電壓與電流。面對市面上多種LED路燈驅(qū)動電源，在對其選擇之時應(yīng)該對以下幾點(diǎn)進(jìn)行考慮：

3.1 輸出恒流性優(yōu)良

參照LED的電學(xué)屬性，其安裝的驅(qū)動電源務(wù)必要確保流經(jīng)LED電路的電流始終維持恒流狀態(tài)，也就是對LED紋波電流施以管控手段，使其電流值始終小于平均電流的20%。

3.2 LED驅(qū)動電源的功率因數(shù)（PF）應(yīng)該處于較高的檔次上

現(xiàn)階段市面上銷售的驅(qū)動電源都備有功率因數(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)，所以可以借助功率因數(shù)校正（PFC）技術(shù)去實(shí)現(xiàn)提高驅(qū)動電源功率因數(shù)這一目標(biāo)。

3.3 LED驅(qū)動電源應(yīng)該體現(xiàn)出高效性

LED驅(qū)動電源效率在有所保障之時，不僅僅可以強(qiáng)化LED路燈發(fā)光明亮度，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗這一目標(biāo)達(dá)到節(jié)能的目的，同時借助降低能耗量的途徑，達(dá)到降低LED表面溫度的目標(biāo)，這樣LED路燈的使用年限就會延長。

3.4 驅(qū)動電源應(yīng)該具備抑制電磁干擾（EMD）的功能

上述目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，可以采取將EMI濾波器安裝進(jìn)LED驅(qū)動電源輸入端口的形式，過濾剔除掉電網(wǎng)的干擾，同時預(yù)防驅(qū)動電源干擾電網(wǎng)。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，LED路燈驅(qū)動電源面對的最大問題就是使用年限過短，而導(dǎo)致這一問題衍生出來出的主要原因在于LED路燈驅(qū)動電源需配置電解電容。應(yīng)用多樣化數(shù)學(xué)手段可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化ED路燈恒流驅(qū)動電源可靠性容差設(shè)計(jì)方案的目標(biāo)，從而為LED路燈恒流驅(qū)動電源的可靠性指標(biāo)的確立及模型的完善奠定基礎(chǔ)，使LED路燈的智能調(diào)光優(yōu)勢彰顯出來，為無線調(diào)光技術(shù)的發(fā)展鋪路墊石。

參考文獻(xiàn)

[1]馬昌松，吳朝暉.基于電流型并聯(lián)諧振多通道LED驅(qū)動電源設(shè)計(jì)[J].電力電子技術(shù)，2015（05）：52-55.

[2]陳正振.基于直流電壓變換技術(shù)的模擬路燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2016（10）：112-113.