为使LED灯具能长期可靠地工作,需要给LED驱动电源中的MOSFET功率开关管(含单片LED驱动电源集成电路)以及大功率LED安装合适的散热器,以便将芯片内部产生的热量及时散发掉,避免因散热不良导致管芯温度超过最高结温,使电源无法正常工作,甚至损坏芯片。本章分别介绍单片LED驱动电源、功率开关管及大功率LED的散热器设计方法,并给出相应的设计实例。最后介绍改善PCB散热性能的方法、主要发热元器件的常见故障及解决措施。

广东正联电源有限公司根据厂家提供的原始图表,可通过计算芯片的平均功耗PD来完成单片LED驱动电源集成电路的散热器设计。该方法简便实用,具有推广应用价值。

单片LED驱动电源集成电路的功耗主要由内部功率开关管( MOSFET)产生,芯片中其他单元电路的功耗一般情况下可忽略不计,在低压、大电流输岀时还需考虑输出整流管的功耗。开关电源与线性稳压电源的重要区别就是功率开关管工作在高频开关状态,由于功率损耗P在开关周期内是不断变化的,因此很难准确计算PD值。

分析可知,单片LED驱动电源的功率损耗主要包括两部分:传导损耗和开关损耗。传导损耗是由MOSFET的通态电阻Rs(ON而引起的损耗。例如,早期产品单片开关电源TO227Y的Rns(ON=4.392(100℃时的典型值,下同),而输出功率与之相当的新产品型号TOP258的RAScON降至2.5Ω;通态电阻越小,通态电阻损耗就越低。开关损耗是指MOSFET的漏极电容Cυ造成的损耗。通常通态电阻损耗远大于开关损耗,开关损耗亦可忽略不计。需要指出,在对单片IFD驱动电源集成电路进行热参数计算时,只需考虑器件本身的损耗。