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技術(shù)知識:用恒流穩(wěn)壓器實現(xiàn)高亮度LED照明方案

作者: 時間:2013-11-22 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

近些年來,LED領(lǐng)域出現(xiàn)了諸如高亮度LED(HB-LED)這樣的進(jìn)展,這些技術(shù)進(jìn)展已經(jīng)很快地應(yīng)用于汽車、建筑物和街道照明等終端市場。而且,在最新驅(qū)動器技術(shù)的配合下,高性能變得比傳統(tǒng)的照明形式更加可靠及高效,在市場上也越來越普及。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/222048.htm

但由于缺乏標(biāo)準(zhǔn)化,LED的驅(qū)動及控制方式多種多樣。許多應(yīng)用所使用的方案并未顧及LED的特殊需要。有些方式雖然能夠應(yīng)對新的認(rèn)證需要,但并不能提供極佳的系統(tǒng)方案。因此,市場上存在針對特定應(yīng)用解決方案的機(jī)會和需求。

系統(tǒng)方案

安捷倫科技現(xiàn)已退休的科學(xué)家Roland Haitz博士曾強(qiáng)調(diào):照明領(lǐng)域——實質(zhì)上已是整個電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重點。他說道,“雖然愛迪生只是第38位發(fā)明基于燈絲的電燈的人,但他是第1個提供整個照明系統(tǒng)的人。”HB-LED的存在,創(chuàng)造了替代現(xiàn)有多缺點照明技術(shù)的巨大機(jī)會。然而,與Haitz博士的觀點一致,我們認(rèn)為需要系統(tǒng)的方案來實現(xiàn)這個理念,即讓HB-LED系統(tǒng)替代燈絲、熒光燈管甚至是鹵素和氙氣照明等傳統(tǒng)照明系統(tǒng)。

固態(tài)HB-系統(tǒng)的主要組件可以簡單地劃分為電源轉(zhuǎn)換、控制及驅(qū)動、熱管理、光學(xué),當(dāng)然還包括LED本身。沒有完整提供及應(yīng)用這些組件中任何一個,給定的HB-系統(tǒng)就不能高效工作。例如,沒有使用透鏡和導(dǎo)光板來對光源對焦(focusing)及處理,就無法符合應(yīng)用的照明規(guī)格。同樣,如果沒有慎重考慮及應(yīng)對熱管理問題,由于LED接面溫度急升至遠(yuǎn)高于組件的最高額定工作溫度,就會嚴(yán)重影響系統(tǒng)工作壽命。

HB-LED照明系統(tǒng)中的電壓源會隨著應(yīng)用類型的差異而不同。對于建筑及樓宇應(yīng)用而言,我們通??梢灶A(yù)估供電電壓為交流電源。與此同時,戶外照明可能采用交流電源、12V鉛酸電池等未穩(wěn)壓電源或者太陽能供電。而就汽車應(yīng)用而言,電源通常是12V電池。

盡管有可能采用電壓源來驅(qū)動LED而不使用某種類型的電源轉(zhuǎn)換,但這并非一個好主意,因為正常的電壓波動會導(dǎo)致LED電流大幅變化。顧及電壓/電流(V /I)曲線極為陡峭以及不同批次LED的正向電壓(通常高于1V)差異較大等因素,使用隔離或非隔離電源轉(zhuǎn)換段就是非常必要的了。LED穩(wěn)流

LED驅(qū)動器的主要功能就是限制電流,而不論何種輸入條件及多種工作條件下正向電壓如何變化。驅(qū)動器本身以及整體系統(tǒng)方案必須符合應(yīng)用在能效、電流容限、外形因子、尺寸、成本及安全性等方面的要求。所選擇的方案還必須易于應(yīng)用及足夠強(qiáng)固,以滿足特定應(yīng)用的極端環(huán)境條件。

設(shè)計人員根據(jù)其應(yīng)用的不同細(xì)節(jié),可以選擇三種不同的基本穩(wěn)壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),它們是:

● 降壓(Buck)—所有工作條件下最小輸入電壓(Vin)都始終大于LED串的最大工作電壓時采用。

技術(shù)知識:用恒流穩(wěn)壓器實現(xiàn)高亮度LED照明方案

● 升壓(Boost)—所有工作條件下最大輸入電壓(Vin)都始終小于LED串最小工作電壓時采用。

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● 降壓-升壓(Buck-Boost)或單端初級電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)—輸入與輸出電壓之間有交迭時采用。耦合電感方面的進(jìn)步使這些方案更易于應(yīng)用在同等尺寸的降壓或升壓拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中。一旦掌握,SEPIC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就能夠提供比其他常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更多的優(yōu)勢,也能夠提供更高能效、更小外形及更低成本。

技術(shù)知識:用恒流穩(wěn)壓器實現(xiàn)高亮度LED照明方案LED穩(wěn)流方案的分類

1 電阻

電阻是最簡單、最低成本的穩(wěn)流方案。在實踐中,它們并不是一種實用的解決方案,因為它們依賴于電池電壓,導(dǎo)致LED亮度變化,能效低和必要的昂貴成本,并且需要耗時耗力的LED編碼。

2 線性穩(wěn)壓器

線性穩(wěn)壓器易于設(shè)計,能夠提供有效的穩(wěn)流及過流保護(hù),并且提供外部電流設(shè)定點,是一種“中等的”HB-LED系統(tǒng)穩(wěn)流方案。然而,在當(dāng)今這個節(jié)能意


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