講述LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)的考慮要素及通用要求
根據(jù)LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求和中國電網(wǎng)的現(xiàn)用的規(guī)則以及出口國家的要求,我們?cè)谠O(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源的時(shí)候應(yīng)該要注意以下幾點(diǎn)要素:
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201612/325761.htm1.驅(qū)動(dòng)方式?,F(xiàn)在LED驅(qū)動(dòng)電源驅(qū)動(dòng)方式主要通行的有兩種:其一是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),但靈活性差,還要解決某個(gè)LED故障,不影響其他LED運(yùn)行的問題。另一種是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會(huì)略高一點(diǎn)。這兩種形式,在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。
2.高可靠性。特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費(fèi)也大。所以必須保證高可靠性,像LED路燈驅(qū)動(dòng)電源,對(duì)防水功能要求高,所以LED防水電源的防水功能必須要達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。
圖1:LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)的考慮要素
3.高效率。LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),尤為重要。因?yàn)長ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。同時(shí)也符合LED節(jié)能環(huán)保的要求。LED照明節(jié)能環(huán)保是一個(gè)重要的特點(diǎn)和長處,所以作為LED照明心臟的LED驅(qū)動(dòng),節(jié)能環(huán)保是一個(gè)不容忽視的重要因素。
4.高功率因素。功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點(diǎn)燈,同類負(fù)載太集中,會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源,將來對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。提高70瓦以下LED驅(qū)動(dòng)電源的功率因素,也是LED驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)廠家一次好的機(jī)遇。
5.浪涌保護(hù)。LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng),從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,保護(hù)LED不被損壞的能力。這個(gè)也是戶外LED照明一個(gè)重要指標(biāo),未來的重要性不言而喻了。
6. 保護(hù)功能。電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,防止LED溫度過高。
7. 要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。安規(guī)自有中國的一套標(biāo)準(zhǔn),但做安規(guī),LED驅(qū)動(dòng)電源主要是參照國外標(biāo)準(zhǔn),因?yàn)槌隹诒容^多,所以對(duì)電磁兼容也是有要求的,達(dá)到歐盟認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),一般是對(duì)LED驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)商的要求。
8.驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
LED驅(qū)動(dòng)器通用要求
驅(qū)動(dòng)LED面臨著不少挑戰(zhàn),如正向電壓會(huì)隨著溫度、電流的變化而變化,而不同個(gè)體、不同批次、不同供應(yīng)商的LED正向電壓也會(huì)有差異;另外,LED的“色點(diǎn)”也會(huì)隨著電流及溫度的變化而漂移。
另外,應(yīng)用中通常會(huì)使用多顆LED,這就涉及到多顆LED的排列方式問題。各種排列方式中,首選驅(qū)動(dòng)串聯(lián)的單串LED,因?yàn)檫@種方式不論正向電壓如何變化、輸出電壓(Vout)如何“漂移”,均提供極佳的電流匹配性能。當(dāng)然,用戶也可以采用并聯(lián)、串聯(lián)-并聯(lián)組合及交叉連接等其它排列方式,用于需要“相互匹配的”LED正向電壓的應(yīng)用,并獲得其它優(yōu)勢(shì)。如在交叉連接中,如果其中某個(gè)LED因故障開路,電路中僅有1個(gè)LED的驅(qū)動(dòng)電流會(huì)加倍,從而盡量減少對(duì)整個(gè)電路的影響。
圖2:常見的LED排列方式
LED的排列方式及LED光源的規(guī)范決定著基本的驅(qū)動(dòng)器要求。LED驅(qū)動(dòng)器的主要功能就是在一定的工作條件范圍下限制流過LED的電流,而無論輸入及輸出電壓如何變化。LED驅(qū)動(dòng)器基本的工作電路示意圖如圖2所示,其中所謂的“隔離”表示交流線路電壓與LED(即輸入與輸出)之間沒有物理上的電氣連接,最常用的是采用變壓器來電氣隔離,而“非隔離”則沒有采用高頻變壓器來電氣隔離。
圖3:LED驅(qū)動(dòng)器的基本工作電路示意圖
值得一提的是,在LED照明設(shè)計(jì)中,AC-DC電源轉(zhuǎn)換與恒流驅(qū)動(dòng)這兩部分電路可以采用不同配置:1)整體式(integral)配置,即兩者融合在一起,均位于照明燈具內(nèi),這種配置的優(yōu)勢(shì)包括優(yōu)化能效及簡化安裝等;2)分布式(distributed)配置,即兩者單獨(dú)存在,這種配置簡化安全考慮,并增加靈活性。
LED驅(qū)動(dòng)器根據(jù)不同的應(yīng)用要求,可以采用恒定電壓(CV)輸出工作,即輸出為一定電流范圍下鉗位的電壓;也可以采用恒定電流(CC)輸出工作,輸出的設(shè)計(jì)能嚴(yán)格限定電流;也可能會(huì)采用恒流恒壓(CCCV)輸出工作,即提供恒定輸出功率,故作為負(fù)載的LED的正向電壓確定其電流。
總的來看,LED照明設(shè)計(jì)需要考慮以下幾方面的因素:
. 輸出功率:涉及LED正向電壓范圍、電流及LED排列方式等
. 電源:AC-DC電源、DC-DC電源、直接采用AC電源驅(qū)動(dòng)
. 功能要求:調(diào)光要求、調(diào)光方式(模擬、數(shù)字或多級(jí))、照明控制
. 其他要求:能效、功率因數(shù)、尺寸、成本、故障處理(保護(hù)特性)、要遵從的標(biāo)準(zhǔn)及可靠性等
. 更多考慮因素:機(jī)械連接、安裝、維修/替換、壽命周期、物流等
評(píng)論