LED驅(qū)動(dòng)電源選擇和驅(qū)動(dòng)方式的那些事兒
發(fā)布時(shí)間:2014-11-10 責(zé)任編輯:sherryyu
【導(dǎo)讀】因?yàn)殡娫丛谡麄€(gè)燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要,所以在設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮很多因素:效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容等等。這里小編整合了關(guān)于LED的驅(qū)動(dòng)方式及LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)的那些事兒。
LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件,又具有負(fù)溫度特性,因而在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù),從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎苛刻,LED不像普通的白熾燈泡,可以直接連接220V的交流市電。LED是3伏左右的低電壓驅(qū)動(dòng),必須要設(shè)計(jì)復(fù)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(guó)際市場(chǎng)上國(guó)外客戶對(duì)LED驅(qū)動(dòng)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(shè)計(jì)一款好的電源必須綜合考慮這些因數(shù),因?yàn)殡娫丛谡麄€(gè)燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。
由于受到LED功率水平的限制,通常需同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED以滿足亮度需求,因此,需要專門的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)點(diǎn)亮LED。目前主流的幾種LED驅(qū)動(dòng)方式有如下幾種:
阻容降壓
利用電容在交流下的阻抗來(lái)限制輸入電流,從而獲得直流電平給LED供電。這種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低廉,但是輸入非隔離方案,有安全隱患。而且轉(zhuǎn)換效率很低,無(wú)法做到恒流控制。
隔離反激電路
利用反激電路,通過(guò)變壓器在副邊產(chǎn)生直流電平,再通過(guò)光耦將此電平的紋波反饋回原邊,從而自激穩(wěn)定。此類電路符合安規(guī)認(rèn)定要求,而且輸出恒流精度較好,轉(zhuǎn)換效率較高。但由于需要光耦和副邊恒流控制電路,導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜,體積大,成本高。目前已逐漸為原邊方案取代。
原邊方案
原邊方案就是通過(guò)完全在交流原邊控制輸出的電源和電流,最精確可以做到5%的恒流精度,副邊僅需簡(jiǎn)單的輸出電路即可。原邊主要依靠輔助邊的反饋來(lái)控制輸出電壓,依靠限流電阻對(duì)原邊電流的控制,同時(shí)乘以匝比來(lái)控制輸出電流的精度。原邊方案繼承了隔離反激電路的種種優(yōu)點(diǎn),同時(shí)架構(gòu)簡(jiǎn)單,可以做到小體積和低成本,目前已成為主流驅(qū)動(dòng)。
原邊的恒流精度問(wèn)題:由于變壓的生產(chǎn)精度難以控制,導(dǎo)致原邊方案在使用低質(zhì)量變壓器時(shí),輸出電流漂移較大。所以,原邊方案通過(guò)改進(jìn)增加了副邊恒流控制電路,這樣雖然比普通的原邊方案復(fù)雜了,但是對(duì)比反激方案,仍然可以省去光耦等,系統(tǒng)性價(jià)比最高。
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根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求,在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn):
1、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。
2、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(zhǎng)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。
3、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(méi)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,據(jù)說(shuō)不久的將來(lái),也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4、驅(qū)動(dòng)方式
現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個(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)。另一種是直接恒流供電,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(wèn)題。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。
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。
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(guò)高。
7、防護(hù)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(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9、要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
隨著LED的應(yīng)用日益廣泛,LED驅(qū)動(dòng)電源的性能將越來(lái)越適合LED的要求。
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