大功率LED照明驅(qū)動匹配方式研究

2.2 LED 采用全部并聯(lián)方式

如圖6 所示，LED 采用全部并聯(lián)方式。這要求LED 驅(qū)動電源輸出較大的電流，負(fù)載電壓較低。每顆LED 的電壓一樣，而總電流是流經(jīng)每顆LED 的電流之和。當(dāng)LED 的一致性差別較大時，通過每顆LED的電流不一致，LED 的亮度也不同。

當(dāng)有一顆LED 因品質(zhì)不良斷開時，如果采用恒壓式驅(qū)動電源，電源輸出電流將減少，而不影響余下所有LED 的正常工作。如果是采用恒流式驅(qū)動電源，由于總輸出電流不變，這樣分配到每顆LED 的電流都增加，容易導(dǎo)致?lián)p壞所有的LED。因此，這種全部并聯(lián)的方式不適用于LED 數(shù)量較少的場合，因?yàn)橹灰活w斷路，余下的每一顆都要額外增加較大的電流。當(dāng)并聯(lián)的LED 數(shù)量較多時，斷開某一顆時，分配到余下每一顆的電流并不大，對余下的LED 影響不大。所以，當(dāng)選擇全部并聯(lián)時，不應(yīng)當(dāng)選用恒流式驅(qū)動器。當(dāng)某一顆LED 因不良而短路時，那么所有的LED將不亮。

2.3 LED 采用混聯(lián)方式

這種方式，就是眾多LED 既有串聯(lián)，又有并聯(lián)。這種混聯(lián)方式有兩種解法，分別如圖7 和圖8所示，其分析方法基本和上述兩種連接方式一樣。

2.4 LED 采用交叉陣列形式

為了提高可靠性，降低熄燈幾率，出現(xiàn)了如圖9所示的交叉陣列形式的連接設(shè)計。圖9 是以15 顆LED 為例的設(shè)計圖，更多的LED 數(shù)量也可以參照此形式。這種交叉連接方式，即使個別LED 開路或短路，也不會影響發(fā)光組件的整體實(shí)效。

3 分布式恒流架構(gòu)

由于目前大功率LED 照明用的LED 數(shù)量較多，通常都有幾十個甚至上百個，選擇合適的驅(qū)動匹配方式顯得尤為重要。上述各種驅(qū)動方式各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是，對于大功率LED 驅(qū)動電源來說，先恒壓再恒流，是未來LED 照明的主流設(shè)計方式，此方式被命名為分布式恒流，其主要架構(gòu)如圖10 所示。

該方式先通過一個開關(guān)穩(wěn)壓電源，輸出穩(wěn)定的直流電壓，然后在直流輸出端接上LED 模塊，LED 模塊上已經(jīng)有了恒流裝置。這樣將恒流技術(shù)分布到光源內(nèi)部，和LED 構(gòu)成一個相對獨(dú)立的模塊，這樣設(shè)計隨意性強(qiáng)，電源規(guī)格簡單，可以根據(jù)不同光通量要求而選擇不同數(shù)量的LED 模塊。這種LED 模塊的劃分，使得大功率LED 照明特別適用于路燈、隧道燈、公共場所照明、廣告燈箱等領(lǐng)域。分布式恒流設(shè)計LED 產(chǎn)品有著非常高的產(chǎn)品穩(wěn)定性。

分布式恒流技術(shù)，其穩(wěn)壓電源部分可以繼續(xù)采用傳統(tǒng)的開關(guān)電源進(jìn)行恒壓的供電模式，因開關(guān)電源技術(shù)積累給LED 驅(qū)動電源設(shè)計創(chuàng)造了品質(zhì)條件。分布式恒流技術(shù)還需要在恒流節(jié)點(diǎn)上串接低壓差線性恒流驅(qū)動器，低壓差的驅(qū)動器關(guān)系到驅(qū)動效率。LED 恒流模塊設(shè)置靈活，不會因?yàn)橹冯娏髯兓绊懫渌饭ぷ鳌７植际胶懔骺梢愿鶕?jù)應(yīng)用情況而靈活布置并聯(lián)支路和LED 模塊，從而保持各支路和整體線路的電流穩(wěn)定。驅(qū)動線路穩(wěn)定性直接影響產(chǎn)品整體穩(wěn)定性，分布式恒流在穩(wěn)定性方面有著獨(dú)有的優(yōu)勢。

4 結(jié)論

大功率LED 照明正處在快速發(fā)展階段，由于價格成本高，目前還主要應(yīng)用在路燈、隧道燈等領(lǐng)域，距離大規(guī)模的商用和民用還有很長的路要走。大功率LED 照明大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用，離不開驅(qū)動電源技術(shù)的發(fā)展，選擇合適的驅(qū)動匹配方式，不僅可以保證LED 正常的照明效果，還能保證LED 的使用壽命，使LED 照明的優(yōu)勢真正得到體現(xiàn)。先恒壓，再線性恒流，是未來大功率LED 照明的驅(qū)動方式。在分布式LED 驅(qū)動設(shè)計中，色溫可調(diào)、灰度控制都變得方便。分布式恒流技術(shù)充分預(yù)留智能化接口，這是LED照明智能化發(fā)展的關(guān)鍵。在節(jié)能技術(shù)要求越來越高的今天，大功率LED 照明將成為照明技術(shù)發(fā)展的主流已成為共識，LED 照明時代也正在來臨。

參考文獻(xiàn)

[1] 靳孝峰，張琦. 白光LED 驅(qū)動器的技術(shù)探討[C]. 安陽工學(xué)院學(xué)報，2009，(4)：6 - 9.

[2] 劉靜. 試析LED 的應(yīng)用及發(fā)展前景[J]. 科技風(fēng)，2010，(18)：2 09.

[3] 路秋生. LED 照明與應(yīng)用[J]. 燈與照明，2009，33(4)：24- 28.

[4] 魏惠鳳，秦大為. 大功率LED 路燈驅(qū)動電源的設(shè)計[J]. 電工技術(shù)，2009，(5)：7 8- 80.

[5] 金尚忠，張在宣，侯民賢，郭志軍. 白光照明LED 燈溫度特性的研究[J]. 發(fā)光學(xué)報，2002，23(4)：399- 402.

更多資訊請關(guān)注：21ic照明頻道