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照明用LED驱动电源设计基础(1)

作者:疯狂的三极管 时间:2009-11-27 09:11:16 点击:

LED 的排列方式及LED 光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED 驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED 的电流, 而无论输入及输出电压如何变化。最常用的是采用变压器来进行电气隔离。文中论述了LED 照明设计需要考虑的因素

一、LED驱动器通用要求

驱动LED 面临着不少挑战,如正向电压会随着温度、电流的变化而变化,而不同个体、不同批次、不同供应商的LED 正向电压也会有差异;另外,LED 的“色点”也会随着电流及温度的变化而漂移。

另外,应用中通常会使用多颗LED,这就涉及到多颗LED 的排列方式问题。各种排列方式中, 首选驱动串联的单串LED, 因为这种方式不论正向电压如何变化、 输出电压(Vout)如何“漂移”,均提供极佳的电流匹配性能。

当然,用户也可以采用并联、串联-并联组合及交叉连接等其它排列方式,用于需要“相互匹配的”LED 正向电压的应用,并获得其它优势。如在交叉连接中,如果其中某个LED 因故障开路,电路中仅有1 个LED 的驱动电流会加倍,从而尽量减少对整个电路的影响。

 

LED 的排列方式及LED 光源的规范决定着基本的驱动器要求。LED 驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED 的电流, 而无论输入及输出电压如何变化。LED驱动器基本的工作电路示意图如图2 所示,其中所谓的“隔离”表示交流线路电压与LED(即输入与输出)之间没有物理上的电气连接,最常用的是采用变压器来电气隔离,而“非隔离”则没有采用高频变压器来电气隔离。

 

值得一提的是,在LED 照明设计中,AC-DC 电源转换与恒流驱动这两部分电路可以采用不同配置:

1)整体式(integral)配置,即两者融合在一起,均位于照明灯具内,这种配置的优势包括优化能效及简化安装等;

2)分布式(distributed)配置,即两者单独存在,这种配置简化安全考虑,并增加灵活性。

LED 驱动器根据不同的应用要求,可以采用恒定电压(CV)输出工作,即输出为一定电流范围下钳位的电压;也可以采用恒定电流(CC)输出工作,输出的设计能严格限定电流;也可能会采用恒流恒压(CCCV)输出工作,即提供恒定输出功率,故作为负载的 LED 的正向电压确定其电流。

总的来看,LED 照明设计需要考虑以下几方面的因素:

     输出功率:涉及LED 正向电压范围、电流及LED 排列方式等

 电源:AC-DC 电源、DC-DC 电源、直接采用AC 电源驱动

 功能要求:调光要求、调光方式(模拟、数字或多级)、照明控制

 其他要求:能效、功率因数、尺寸、成本、故障处理(保护特性)、要遵从的标准及可靠性等

 更多考虑因素:机械连接、安装、维修/替换、寿命周期、物流等

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