LED 开关电源 PCB 能效提升指南

一、引言

二、核心技术解析：LED 电源 PCB 能效损失的关键原因

2.1 能效提升的核心标准与逻辑

2.2 企业最易忽视的 3 大能效损耗点

1. 线路铜损：很多企业为节省成本选用 1oz 薄铜线路，电阻较大，大电流传输时铜损显著；线路布局不合理（如过长、弯曲过多）也会增加传输电阻。
2. 介质损耗：普通 FR-4 板材在高频（≥100kHz）场景下介质损耗因子（tanδ）较高（0.01-0.02），会吸收大量高频能量转化为热量。
3. 散热损耗：PCB 散热设计不足，导致功率器件（如 MOS 管、变压器）热量堆积，触发过热保护或降频运行，能效大幅下降。

2.3 捷配 LED 电源 PCB 的能效保障能力

三、实操方案：LED 开关电源 PCB 能效提升 5 大落地步骤

3.1 板材选型：低成本实现介质损耗降低

1. 普通场景（如室内 LED 灯电源）：选用捷配推荐的生益 S1130 板材，介电常数 4.3±0.2，介质损耗因子 0.012@1MHz，价格与普通 FR-4 接近，却能降低 30% 介质损耗；
2. 高频场景（如快充 LED 驱动电源，频率≥500kHz）：选用罗杰斯 RO4350B 高频板材，介质损耗因子低至 0.0037@10GHz，适合对能效要求极高的工业电源；
3. 企业选型建议：无需盲目追求高端板材，根据电源工作频率选择适配产品，捷配可提供免费板材样品测试，帮助企业平衡成本与能效。

3.2 线路设计：减少铜损的关键操作

1. 铜厚选择：电源主回路（如输入 / 输出母线）采用 2-3oz 厚铜，铜厚从 35μm 提升至 70-105μm，线路电阻可降低 50% 以上；信号线路选用 1oz 铜即可，避免过度设计增加成本；
2. 布局优化：功率器件（MOS 管、整流桥）尽量靠近，缩短大电流线路长度（≤5cm），减少传输距离；线路转角采用圆弧过渡，避免直角导致的电流集中；
3. 捷配工艺支持：采用 LDI 高精度曝光 + 蚀刻补偿技术，确保厚铜线路尺寸精度，避免因线路过宽或过窄影响能效，线宽公差控制在 ±0.01mm。

3.3 散热设计：避免过热导致的能效衰减

1. 铜皮散热区：在 MOS 管、变压器等发热器件下方设计全铜皮散热区，铜皮面积≥器件封装面积的 2 倍，铜厚≥2oz，快速导出热量；
2. 散热过孔：在散热铜皮上均匀布置散热过孔（孔径 0.3-0.5mm），过孔间距 5-8mm，将热量传导至 PCB 背面，形成双向散热；
3. 特殊工艺：大功率 LED 电源（≥100W）可选用捷配铝基 PCB 或铜基热电分离 PCB，热导率达 1-200W/(m?K)，散热效率是普通 FR-4 的 2-50 倍。

3.4 器件布局：减少寄生参数损耗

1. 关键器件布局：电解电容、高频变压器、MOS 管需紧凑布局，缩短引线长度，减少寄生电感和电容，避免高频信号反射导致的能量损耗；
2. 接地设计：采用单点接地或星形接地，电源地、信号地分开布局，最后汇聚到一点，减少地环路干扰导致的能效损失；
3. 捷配 DFM 支持：企业提交设计文件后，捷配免费 DFM 检测工具可自动识别布局不合理之处，提供优化建议，避免因寄生参数影响能效。

3.5 量产工艺：确保能效一致性

1. 标准化生产：捷配四大生产基地采用统一的生产标准，从开料、压合到电镀、测试，全程由 AI-MOMS 系统监控，确保每批次 PCB 能效参数一致；
2. 全流程检测：通过飞针测试机检测线路导通性，特性阻抗分析仪校准高频参数，避免因线路故障导致能效下降；
3. 批量优势：捷配 PCB 批量价低至 140 元 /㎡，支持六省包邮，企业量产时可享受阶梯价优惠，在提升能效的同时控制成本。

四、案例验证：某 LED 路灯电源 PCB 能效优化实践

4.1 初始问题

4.2 整改措施（采用捷配能效优化方案）

1. 板材与铜厚升级：选用生益 S1130 低损耗板材，主回路铜厚提升至 2oz，减少介质损耗与铜损；
2. 散热与布局优化：在 MOS 管和变压器下方设计 40×40mm 铜皮散热区，布置 8 个散热过孔；优化器件布局，缩短大电流线路至 3cm；
3. 量产保障：通过捷配安徽广德生产基地生产，享受 24H 加急服务，批量生产时采用标准化工艺，确保能效一致性。

4.3 整改效果

1. 能效达标：电源整体能效值从 0.85 提升至 0.93，符合 1 级能效标准，每台电源年节省电费约 12 元（按每天工作 12 小时计算）；
2. 温度降低：PCB 表面温度降至 65℃，连续工作 1 年能效衰减仅 0.02，使用寿命预计延长至 5 年以上；
3. 成本可控：批量采购捷配 PCB，单价仅比普通 PCB 高 5%，但因能效提升带来的电费节省，6 个月即可收回成本。