驱动LED面临着不少离间,如正向电压会跟着温度、电流的改动而蜕变,而破例单个、各异批次、破例供应商的LED正向电压也会有不合;其他,LED的“色点”也会跟着电流及温度的转化而漂移。
其他,欺诈中大凡会操作多颗LED,这就触及到多颗LED的摆放款式问题。各样布列方法中,首选驱动串联的单串LED,理由这种格局不论正向电压怎样弯曲、输出电压(Vout)何如“漂移”,均供应极佳的电流立室功能。当然,用户也或许挑选并联、串联-并联齐集及交错毗连等其他铺排方式,用于必要“彼此匹配的”LED正向电压的捉弄,并得到其他优势。如在穿插衔接中,假如个中某个LED因弯曲开途,电谈中仅有1个LED的驱动电流会特别,然后虽然节减对合座电途的教化。
LED的罗列方法及LED光源的程序剖断着底子的驱动器央浼。LED驱动器的紧急功能便是在必定的劳作条目鸿沟下部分流过LED的电流,而不管输入及输出电压怎样改动。LED驱动器底子的干事电路示贪心如图2所示,其间所谓的“分隔”展示相易线途电压与LED(即输入与输出)之间没有物理上的电气相接,最常用的是选取变压器来电气分隔,而“非阻隔”则没有选用高频变压器来电气分隔。
值得一提的是,在LED照明企图中,AC-DC电源蜕变与恒流驱动这两单个电路或许挑选破例安排:1)集体式(integral)布置,即两者和谐在一谈,均坐落照明灯具内,这种安排的优势包含优化能效及简化安设等;2)涣散式(distributed)铺排,即两者只身保存,这种摆设简化泰平思念,并填充灵巧性。
LED驱动器按照不同的运用乞求,可以采纳稳定电压(CV)输出任职,即输出为必需电流范畴下钳位的电压;也或许选拔稳定电流(CC)输出就事,输出的野心能专注约束电流;也无妨会选取恒流恒压(CCCV)输出处事,即供应稳定输出功率,故举动负载的LED的正向电压必定其电流。
其全班人乞求:能效、功率因数、标准、本钱、弯曲处理(包庇特性)、要据守的标准及真实性等;
选用AC-DC电源的LED照明捉弄中,电源改动的构筑模块包含二极管、开合(FET)、电感及电容及电阻等分立元件用于施行各自机能,而脉宽调制(PWM)稳压器用于限制电源更始。电道中一般加入了变压器的分隔型AC-DC电源转化包含反激、正激及半桥等拓扑结构,访问图3,此中反激拓扑机合是功率小于30 W的中低功率欺诈的法度挑选,而半桥结构则最得当于供应更高能效/功率密度。就分隔安排中的变压器而言,其标准的巨细与开关频率有关,且八成分隔型LED驱动器基础上选用“电子”变压器。
选取DC-DC电源的LED照明运用中,无妨采纳的LED驱动格局有电阻型、线性稳压器及开关稳压器等,根基的捉弄示贪心参见图4。电阻型驱动方法中,调整与LED串联的电流检测电阻即可规模LED的正向电流,这种驱动格局易于野心、本钱低,且没有电磁兼容(EMC)标题,下风是依赖于电压、必要挑选(binning) LED,且能效较低。线性稳压器相同易于方案且没有EMC标题,还支撑电流稳流及过流维护(fold back),且供应外部电流设定点,亏欠在于功率耗散标题,及输入电压要长时间高于正向电压,且能效不高。开关稳压器阅历PWM操控模块不息限制开合(FET)的开和关,从而部分电流的翻滚。
开关稳压用具有更高的能效,与电压无关,且能限制亮度,亏折则是本钱相对较高,零乱度也更高,且日子电磁打乱(EMI)标题。LED DC-DC开合稳压器常见的拓扑布局包含降压(Buck)、升压(Boost)、降压-升压(Buck-Boost)或单端初级电感改动器(SEPIC)等不相同板。其间,悉数管事条目下最低输入电压都大于LED串最大电压时选用降压安排,如选取24 Vdc驱动6颗串联的LED;与之相反,合座任事条款下最大输入电压都小于最低输出电压时选拔升压布局,如采纳12 Vdc驱动6颗串联的LED;而输入电压与输出电压鸿沟有交迭时或许采纳降压-升压或SEPIC结构,如拔取12 Vdc或12 Vac驱动4颗串联的LED,但这种布局的本钱及能效最不抱负。
采纳交流电源直接驱动LED的方法连年来也赢得了必要的发展。这种结构中,LED串以相反倾向罗列,就事在半周期,且LED在线路电压大于正向电压时才导通。这种结构具有其优势,如间断AC-DC改动所带来的功率花费等。不过,这种布局中LED在低频开关,故人眼或许会出现到亮光局势。其他,在这种梦想中还必要参与LED保护手法,使其免受线途浪涌或瞬态的浸染。
美国动力部(DOE)“动力之星”(ENERGYSTAR?)固态照明(SSL)程序中正派任何功率等第皆须强逼供应功率因数校订(PFC)。这标准闭用于一系列特定产品,如嵌灯、橱柜灯及台灯,个中,住屋运用的LED驱动器功率因数须大于0.7,而买卖操作中则须大于0.9;可是,这标准归于自发性法度。欧盟的IEC61000-3-2谐波含量法则中则规矩了功率大于25 W的照明欺诈的总谐波失真天性,其最大单个特别于总谐波失线%,而功率因数(PF)0.94。假使不是举座国家都完备抑遏央求照明欺诈中修订功率因数,但某些操作可以有这方面的要求,如共用事业安排大力推进占据高功率因数的产品在共用方法中的交易欺诈,其他,共用业绩安排购入/帮忙街灯时,也或许遵循所有人的目的来决断是否恳求具有高功率因数(日常0.95+)。
PFC技巧包含无源PFC及有源PFC两种。无源PFC策划的体积较大,需要添补格外的元件来更好地改善电流波形,可以抵达约0.8或更高的功率因数。此中,在小于5 W至40 W的较低功率操作中,几乎是榜样取舍的反激式拓扑安排只必要拔取无源元件及稍作电说改善,即可完结高于0.7的功率因数。有源PFC(见图6)通常是举动一个出格的电源变革段补偿到电路中来改动输入电流波形。有源PFC但凡供应升压,交换100至277 Vac的宽输入范畴下,PFC输出电压范畴达直流450至480 Vdc。假使得当地野心PFC段,可以供应91%到95%的高能效。但增加了有源PFC,一经需要特其他DC-DC更改来供应电流稳流。
LED照明欺诈的能效需要聚积功率输出来思念。美国“动力之星”固态照明标准正派了照明用具级的能效,但并不触及独身LED驱动器的能效央求。如前所述,采纳AC-DC电源的LED运用或许选用两段式散布拓扑机合,故可以挑选外部AC-DC适配器供电。而“动力之星”几乎包含有合单输出外部电源的原则,其2.0版外部电源榜样于2008年11月初步收效,要求法度供职形式下最低质效达87%,而低压作业形式下最低质效达86%;在此法度中,功率大于100 W时才恳求PFC。
而在选拔AC-DC电源的LED操作中,要供应更高的AC-DC更改能效,就触及到本钱、标准、天性法则及能效等成分之间的和谐问题。比如,若行使更高质量的元件、更低导通阻抗(RDSon),就可下降消耗及改正能效;前进开闭频率往常会改正能效,但却会填充格局标准。比如谐振这样新的拓扑安排供应更高能效,却也填充策画及元件的杂乱度。若是悉数人们将绸缪限制在较窄的功率及电压鸿沟,则或许帮忙优化能效。
LED驱动器自身也在持续演进,防护于进一步前进能效、补偿天性及功率密度。美国“动力之星”的固态照明标准提出的是照明东西级的能效个人,触及包含功率因数在内的特定产品乞求。而欧盟的IEC 61347-2-13 (5/2006)标准针对选用直流或互换供电的LED模块的要求席卷:
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