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集中LED路灯电源的设计和实现

发布时间:2020-07-21 17:40:15 阅读: 来源:陀螺厂家

随着我国城市化进程的加快,LED路灯以定向发光、功率消耗低、驱动特性好、响应速度快、抗震能力高、使用寿命长、绿色环保等优势逐渐走入人们的视野、成为目前世界上最具有替代传统光源优势的新一代节能光源,因此,LED路灯将成为道路照明节能改造的最佳选择。

立锜科技近年来发表了一系列LED照明的驱动IC.也一直关注LED路灯的发展,本文主要是针对几种不同LED路灯的应用,提出适合的架构,并做优缺点的分析。让读者能依自己公司状况以及所设计路灯应用范围的不同,找出最合适的方案。同样的架构,也可用于其他大功率灯具的设计中。

1、直接AC输入,对6串LED分别做定电流控制

交流电alternating current ,简称为AC.它的最基本的形式是正弦电流。我国交流电供电的标准频率规定为50赫兹,日本等国家为60赫兹。交流电随时间变化可以以多种多样的形式表现出来。不同表现形式的交流电其应用范围和产生的效果也是不同的。电流随时间的变化规律,由此看出:正弦交流电需用频率、峰值和相位三个物理量来描述。交流电所要讨论的基本问题是电路中的电流、电压关系以及功率(或能量)的分配问题。由于交流电具有随时间变化的特点,因此产生了一系列区别于直流电路的特性。在交流电路中使用的元件不仅有电阻,而且有电容元件和电感元件,使用的元件多了,现象和规律就复杂了。

在以下的几种方案之中,这一种应该是目前效率最高,电路成本最低的方式。直接藉由Photo-coupler对一次侧做回溯控制,调整输出电压。相较于其他传统方案,少一次的switchinglose。将CSpin的电压固定在0。25V,对6串LED分别做定电流控制。IC会侦测各串FB的位置,将电压最低那串,也就是Vf总和最高的那串,固定在0。5V。此时由于各串LEDVf值总和的不同,Vf差异所引起多余的电压会落在MOS上面,造成些许损耗。如果是一般对Vf分BIN过后的LED,损耗应该可以控制在2%以内。少于一般的switchinglose。若使用LLC架构的一次侧,有机会让整体电源效率接近90%。基于现阶段各LED厂并不倾向提供高功率LEDVf分Bin的服务。所以必需由用户自行调整各串LEDVf的总和,造成大量生产时的困扰。目前此方式较适合对效率有极端追求的方案,特别是一些由省电的多寡来定价的项目。

优点:效率高,成本低,

缺点:AC输入,一次侧的设计较为复杂,电源效率跟各串Vf的差异有关。

适用于追求高效率的路灯

2、DC或电池输入,对6串LED分别做定电流控制

直流电(Direct Current,简称DC),是指方向和时间不作周期性变化的电流,但电流大小可能不固定,而产生波形。又称恒定电流。所通过的电路称直流电路,是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。直流电所通过的电路称直流电路,是由直流电源和电阻构成的闭合导电回路。在该直流电路中,形成恒定的电场。在电源外,正电荷经电阻从高电势处流向低电势处,在电源内,靠电源的非静电力的作用,克服静电力,再从低电势处到达高电势处,如此循环,构成闭合的电流线。所以,在直流电路中,电源的作用是提供不随时间变化的恒定电动势,为在电阻上消耗的焦耳热补充能量。

多串的升压结构设计,LED驱动的方式与前一种类似,差别在于由原来的AC输入,改为经由adaptor或是电池输入。Low-sidesense的设计,只要选择耐压够的MOS,LED可以串到相当多的数目。相较于前面AC输入的方案,设计较为简单。但由于多了一次升压的switching,效率相对较低升压结构的设计,在适当的范围内,效率对输出电压或是LED数目的变化较降压为小,所以此架构的LED配置较为灵活。LED数目的变化不易导致输出电流或效率的改变。适合需任意配置LED数目的应用。

优点:设计简单,电路成本低;

缺点:效率较低,且跟Vf相关;

适合需灵活配置LED数目的多串LED设计。

3、单串降压结构

这应该是目前最普遍的方式,设计简单,效率也高。有些厂商,仍喜欢用单串的设计,优点是将来维修容易。而且可以做模块化设计。不同功率的路灯可以使用相同的灯条,只要更换路灯面板,插上不同数目的灯条,就可以组合出各种不同功率的路灯。缺点是每一串都需要独立的电源模块,成本较高。而降压的结构,会让LED的数目,受限于输入电压。

例如60V的adaptor,LED最多串到15,16颗,如果要设计20W的灯条,就需要使用较大电流的LED.此种结构,为了使效率达到最高,要让输入电压尽可能接近输出电压。也就是说,必需针对LED的数目来调整输入电压,或是adaptor的输出电压。以10棵LED为例,如果要达到最高效率,就必须把输入电压调到约40V左右。而让降压的效率led灯相关文章:led灯原理

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