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LED路灯电源设计

时间:2011/12/14 0:00:00     关键字:

LED路灯是LED照明中,很主要的一个使用。在节能省电的前提下,因为传统的高压钠灯或是卤素灯,发光效率远远不及高功率LED,LED路灯替代传统路灯的趋向越来越分明。而跟着低耗电LED路灯的崛起,使得太阳能路灯变得更为可行。低耗电的特征,大大降低了电池的本钱,处理了偏僻地域夜间照明的问题。市情上,LED路灯电源的设计,有相当多种,早期的设计,较注重低本钱的追求,从简略的棋盘式衔接到只做定电流节制不调整电压的设计,一时之间,蔚为主流。而跟着对LED越来越调查。以及很多IC设计公司的新方案出炉。到近期,共识垂垂构成,高效率及高牢靠性的电源设计,才是最主要的。
  近年来宣布了一系列LED照明的驱动IC。也不断存眷LED路灯的开展,本文首要是针对几种分歧LED路灯的使用,提出合适的架构,并做优缺陷的剖析。让读者能依本人公司情况以及所设计路灯使用局限的分歧,找出最适宜的方案。相同的架构,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辨别做定电流节制
  在以下的几种方案之中,这一种应该是当前效率最高,电路本钱最低的方法。直接藉由Photo-coupler对一次侧做回溯节制,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辨别做定电流节制。IC会侦测各串FB的地位,将电压最低那串,也就是Vf总和最高的那串,固定在0。5V。此时因为各串LEDVf值总和的分歧,Vf差别所惹起多余的电压会落在MOS上面,形成些许损耗。假如是普通对Vf分BIN往后的LED,损耗应该可以节制在2%以内。少于普通的switchinglose。若运用LLC架构的一次侧,有时机让全体电源效率接近90%。基于现阶段各LED厂并不倾向供应高功率LEDVf分Bin的效劳。所以必需由用户自行调整各串LEDVf的总和,形成很多出产时的困扰。当前此方法较合适对效率有极端追求的方案,特殊是一些由省电的多寡来订价的项目。
  长处:效率高,本钱低,
  缺陷:AC输入,一次侧的设计较为复杂,电源效率跟各串Vf的差别有关。
  合用于追求高效率的路灯
  LED路灯是LED照明中,很主要的一个使用。在节能省电的前提下,因为传统的高压钠灯或是卤素灯,发光效率远远不及高功率LED,LED路灯替代传统路灯的趋向越来越分明。而跟着低耗电LED路灯的崛起,使得太阳能路灯变得更为可行。低耗电的特征,大大降低了电池的本钱,处理了偏僻地域夜间照明的问题。市情上,LED路灯电源的设计,有相当多种,早期的设计,较注重低本钱的追求,从简略的棋盘式衔接到只做定电流节制不调整电压的设计,一时之间,蔚为主流。而跟着对LED越来越调查。以及很多IC设计公司的新方案出炉。到近期,共识垂垂构成,高效率及高牢靠性的电源设计,才是最主要的。
  立锜科技近年来宣布了一系列LED照明的驱动IC。也不断存眷LED路灯的开展,本文首要是针对几种分歧LED路灯的使用,提出合适的架构,并做优缺陷的剖析。让读者能依本人公司情况以及所设计路灯使用局限的分歧,找出最适宜的方案。相同的架构,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辨别做定电流节制
  在以下的几种方案之中,这一种应该是当前效率最高,电路本钱最低的方法。直接藉由Photo-coupler对一次侧做回溯节制,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辨别做定电流节制。IC会侦测各串FB的地位,将电压最低那串,也就是Vf总和最高的那串,固定在0。5V。此时因为各串LEDVf值总和的分歧,Vf差别所惹起多余的电压会落在MOS上面,形成些许损耗。假如是普通对Vf分BIN往后的LED,损耗应该可以节制在2%以内。少于普通的switchinglose。若运用LLC架构的一次侧,有时机让全体电源效率接近90%。基于现阶段各LED厂并不倾向供应高功率LEDVf分Bin的效劳。所以必需由用户自行调整各串LEDVf的总和,形成很多出产时的困扰。当前此方法较合适对效率有极端追求的方案,特殊是一些由省电的多寡来订价的项目。
  长处:效率高,本钱低,
  缺陷:AC输入,一次侧的设计较为复杂,电源效率跟各串Vf的差别有关。
  合用于追求高效率的路灯
  2、DC或电池输入,对6串LED辨别做定电流节制
  多串的升压构造设计,LED驱动的方法与前一品种似,差异在于由本来的AC输入,改为经由adaptor或是电池输入。Low-sidesense的设计,只需选择耐压够的MOS,LED可以串到相当多的数量。相较于前面AC输入的方案,设计较为简略。但因为多了一次升压的switching,效率相对较低升压构造的设计,在恰当的局限内,效率对输出电压或是LED数量的转变较降压为小,所以此架构的LED装备较为灵敏。LED数量的转变不易招致输出电流或效率的改动。合适需恣意装备LED数量的使用。
  长处:设计简略,电路本钱低;
  缺陷:效率较低,且跟Vf相关;
  合适需灵敏装备LED数量的多串LED设计。
  3、单串降压构造
  这应该是当前最遍及的方法,设计简略,效率也高。有些厂商,仍喜好用单串的设计,长处是未来维修轻易。并且可以做模块化设计。分歧功率的路灯可以运用一样的灯条,只需改换路灯面板,插上分歧数量的灯条,就可以组合出各类分歧功率的路灯。缺陷是每一串都需求自力的电源模块,本钱较高。而降压的构造,会让LED的数量,受限于输入电压。
        例如60V的adaptor,LED最多串到15,16颗,假如要设计20W的灯条,就需求运用较大电流的LED。此种构造,为了使效率到达最高,要让输入电压尽能够接近输出电压。也就是说,必需针对LED的数量来调整输入电压,或是adaptor的输出电压。以10棵LED为例,假如要到达最高效率,就必需把输入电压调到约40V左右。而让降压的效率到达96%以上。而假如调整LED数量不相对换整输入电压,会对效率形成分明的影响。
  升压固然最大值比不上降压,但全体效率相对不变,在93%区域有个不变期。


  长处:降压构造效率较高,单串设计,装备较为灵敏;
  缺陷:电路本钱较高,LED串联数量,受限于输入电压,要到达最高效率需恰当的调整输入电压
合适大大都有固定输出输入的路灯。
  4、单串升压构造
  相同的单串设计,升压构造的最大效率会较降压构造稍低,然则LED串联的数量,不再受限于输入电压,而是由MOS来决议。所以可以串联较多的LED。因为大大都的太阳能电池,输出电压都不高,因而太阳能路灯,较合适运用升压构造。而选用电流形式的定电流IC,可以让输出电流较不受输入电压转变的影响,在电池满载以及快没电时,都能让路灯维持一样的亮度。
  采用此种方法的设计,一样的单串构造,但对LED数量的装备却更为灵敏。不需求改动任何零件,不只能串更多颗LED。LED数量的转变对效率以及电流巨细的变化也较小。应该是本文引见一切方法里,对LED的装备,,最为灵敏的一种。

长处:串联LED最大数量不受输入电压限制;
  缺陷:电路本钱较高,最大效率较降压构造稍低。
  合适太阳能路灯,及需求灵敏装备LED串联数量的设计。
  依据上面的剖析,列出计算表如下,1为最好,4为最差。可以看出4种架构,在分歧的当地,各有其优缺陷,应该能知足大大都路灯或高功率灯具的设计需求。第一种方法,固然有时机到达最高的效率。但受限于当前高功率LED不分BIN的影响,较难普及,但跟着LED出产制程的改善,Vf的散布会日渐集中。而当高功率LED的产量,到达分BIN的经济规划时,这种架构应该是最合适的。
  而目前也陆续有厂商,开端推出多串但各自switching的升压或降压IC。他的长处是效率被Vf差别所发生的影响较小。

出自:http://www.rpkt.twLED节能灯设备

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