LED恒流驅(qū)動及恒流IC大盤點
由于LED是特性敏感的半導體器件,又具有負溫度特性,因而在應用過程中需要對其進行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護,從而產(chǎn)生了驅(qū)動的概念。LED器件對驅(qū)動電源的要求近乎于苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。LED是2~3伏的低電壓驅(qū)動,必須要設計復雜的變換電路,不同用途的LED燈,要配備不同的電源適配器。國際市場上國外客戶對LED驅(qū)動電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高,設計一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù),因為電源在整個燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。
LED驅(qū)動電源把電源供應轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。LED電源核心元件包括開關(guān)控制器、電感器、開關(guān)元器件(MOSfet)、反饋電阻、輸入濾波器件、輸出濾波器件等等。根據(jù)不同場合要求、還要有輸入過壓保護電路、輸入欠壓保護電路,LED開路保護、過流保護等電路。
LED的恒流驅(qū)動
用LED作為顯示器或其他照明設備或背光源時,需要對其進行恒流驅(qū)動,主要原因是:
1. 避免驅(qū)動電流超出最大額定值,影響其可靠性。
2. 獲得預期的亮度要求,并保證各個LED亮度、色度的一致性
3.能有效的避免雷擊,電網(wǎng)的浪涌,過電流,過電壓的保護,使LED壽命提高。
存在問題:
要處理好散熱問題,散熱問題沒有處理好就會影響LED壽命。
目前LED均采用直流驅(qū)動,因此在市電與LED之間需要加一個電源適配器即LED驅(qū)動電源。它的功能是把交流市電轉(zhuǎn)換成合適LED的直流電。根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED的驅(qū)動特性要求,在選擇和設計LED驅(qū)動電源時要考慮到以下幾點:
1.高可靠性
特別像LED路燈的驅(qū)動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
2.高效率
LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安裝在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),尤為重要。因為LED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。對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素
功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點燈,同類負載太集中,會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源,據(jù)說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標要求。
4.驅(qū)動方式
現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路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,但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護
LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應,從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌,有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入,保護LED不被損壞的能力。
6.保護功能
電源除了常規(guī)的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。
7.防護方面
燈具外安裝型,電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅(qū)動電源壽命要與LED壽命相匹配
9.要符合安規(guī)和電磁兼容要求
按驅(qū)動方式進行分類
(1)恒流式
恒流驅(qū)動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路;
恒流驅(qū)動電路驅(qū)動LED是較為理想的,但相對而言價格較高;
應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數(shù)量。
(2)穩(wěn)壓式
當穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
穩(wěn)壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路;
以穩(wěn)壓驅(qū)動電路驅(qū)動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
亮度會受整流而來的電壓變化影響。
4、整體恒流和逐路恒流工作方式優(yōu)缺點
與整體恒流相較,逐路恒流雖然缺點比較多,成本也比較高。但是它能真正的起到保護LED和延長LED的壽命,所以逐路恒流才是未來的趨勢。
5、LED電源的不足
LED驅(qū)動電源目前存在不足的原因:
生產(chǎn)LED照明及相關(guān)產(chǎn)品的公司的技術(shù)人員對開關(guān)電源的了解不夠,做出的電源是可以正常工作,但一些關(guān)鍵性的評估及電磁兼容的考慮不夠,還是有一定得隱患;
大部分LED電源生產(chǎn)企業(yè)都是從普通的開關(guān)電源轉(zhuǎn)型過來做LED電源,對LED的特點及使用認識還不夠;
目前關(guān)于LED的標準幾乎沒有,大部分都是參考開關(guān)電源和電子整流器的標準;
現(xiàn)在大部分LED電源沒有統(tǒng)一,所以量大部分都比較小。采購量小,價格就偏高,而且元器件供應商也不太配合;
LED電源的穩(wěn)定性:寬電壓輸入,高溫和低溫工作
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