LED照明設(shè)計(jì)全揭秘之驅(qū)動(dòng)的選擇與設(shè)計(jì)技巧

文章來(lái)源:恒光電器

發(fā)布時(shí)間:2013-10-31

瀏覽次數(shù):次

LED驅(qū)動(dòng)器通用要求

LED 的排列方式及l(fā)ed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(wú)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1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(lái)電氣隔離，而“非隔離”則沒有采用高頻變壓器來(lái)電氣隔離,。

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(jiǎn)化安裝等,；

(2)分布式(distributed)配置,，照明產(chǎn)品，即兩者單獨(dú)存在,，恒光電器,，這種配置簡(jiǎn)化安全考慮，并增加靈活性,。

如何選擇LED驅(qū)動(dòng)方式

如今在市場(chǎng)上典型的LED驅(qū)動(dòng)器包括兩類,，即線性驅(qū)動(dòng)器和開關(guān)驅(qū)動(dòng)器,；大概的適用范圍見圖2.如電流大于500mA的大電流應(yīng)用采用開關(guān)穩(wěn)壓器，因?yàn)榫�性驅(qū)動(dòng)器限于自身結(jié)構(gòu)原因,，無(wú)法提供這樣大的電流,；而在電流低于 200mA的低電流應(yīng)用中，通常采用線性穩(wěn)壓器或分離穩(wěn)壓器;而在200至500mA的中等電流應(yīng) 用中,，既可以采用線性穩(wěn)壓器,，也可以采用開關(guān)穩(wěn)壓器。

開關(guān)穩(wěn)壓器的能效高,，且提供極佳的亮度控制,。線性穩(wěn)壓器結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，易于設(shè)計(jì),，提供穩(wěn)流及過流保護(hù),，且沒有電磁兼容性(EMC)問題。

在低電流LED應(yīng)用中,，電阻型驅(qū)動(dòng)器盡管成本較低且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，設(shè)計(jì)，但這種驅(qū)動(dòng)器在低電壓條件下,，正向電流較低,，會(huì)導(dǎo)致LED亮度不足，且在負(fù)載突降等瞬態(tài)條件下,，LED可能受損,；并且電阻是耗能元件，整個(gè)方案的能效較低,，見圖3,。

例如在采用DC-DC電源的led照明應(yīng)用中，可以采用的LED驅(qū)動(dòng)方式有電阻型,、線性穩(wěn)壓器及開關(guān)穩(wěn)壓器等,，基本的應(yīng)用示意圖見圖4。

電阻型驅(qū)動(dòng)方式中,，調(diào)整與LED 串聯(lián)的電流檢測(cè)電阻即可控制LED 的正向電流,，這種驅(qū)動(dòng)方式易于設(shè)計(jì)、成本低,，且沒有電磁兼容(EMC)問題,，劣勢(shì)是依賴于電壓、需要篩選(binning) LED,，且能效較低,。

線性穩(wěn)壓器同樣易于設(shè)計(jì)且沒有EMC 問題，還支持電流穩(wěn)流及過流保護(hù)(fold back)，且提供外部電流設(shè)定點(diǎn),，不足在于功率耗散問題,，及輸入電壓要始終高于正向電壓，且能效不高,。開關(guān)穩(wěn)壓器通過PWM 控制模塊不斷控制開關(guān)(FET)的開和關(guān),，進(jìn)而控制電流的流動(dòng)。

開關(guān)穩(wěn)壓器具有更高的能效,，與電壓無(wú)關(guān),，且能控制亮度，不足則是成本相對(duì)較高,，復(fù)雜度也更高,，且存在電磁干擾(EMI)問題。LED DC-DC 開關(guān)穩(wěn)壓器常見的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括降壓(Buck),、升壓(Boost),、降壓-升壓(Buck-Boost)或單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPic)等不同類型。

其中,，所有工作條件下最低輸入電壓都大于LED 串最大電壓時(shí)采用降壓結(jié)構(gòu),，如采用24 Vdc 驅(qū)動(dòng)6 顆串聯(lián)的LED;與之相反，所有工作條件下最大輸入電壓都小于最低輸出電壓時(shí)采用升壓結(jié)構(gòu),，如采用12 Vdc 驅(qū)動(dòng) 6 顆串聯(lián)的LED；而輸入電壓與輸出電壓范圍有交迭時(shí)可以采用降壓-升壓或SEPIC 結(jié)構(gòu),，如采用12 Vdc 或12 Vac 驅(qū)動(dòng) 4 顆串聯(lián)的LED,但這種結(jié)構(gòu)的成本及能效最不理想,。

LED驅(qū)動(dòng)器標(biāo)準(zhǔn)

LED 驅(qū)動(dòng)器本身也在不斷演進(jìn)，LED照明企業(yè),， 著重于進(jìn)一步提高能效,、 增加功能及功率密度。 美國(guó)“能源之星”的固態(tài)照明規(guī)范提出的是照明器具級(jí)的能效限制,，涉及包括功率因數(shù)在內(nèi)的特定產(chǎn)品要求,。而歐盟的IEC 61347-2-13 (5/2006)標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)采用直流或交流供電的LED模塊的要求包括：

最大安全特低電壓(SELV)工作輸出電壓≤25 Vrms (35.3 Vdc)

不同故障條件下“恰當(dāng)”/安全的工作

故障時(shí)不冒煙或易燃

此外，ANSI C82.xxx LED 驅(qū)動(dòng)器規(guī)范仍在制定之中,。而在安全性方面,，需要遵從UL、CSA 等標(biāo)準(zhǔn),，如UL1310 (Class 2),、UL 60950、UL1012.此外,，LED 照明設(shè)計(jì)還涉及到產(chǎn)品壽命周期及可靠性問題,。

 «   1   2   »