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例设计一个连续可调的直流稳压电源亮度是LED发光性能的又一重要参数,具有很强的方向性。LED虽然在节能方面比普通光源的效率高,但是LED光源却不能像一般的光源一样可以直接使用公用电网电压,它必须配有专用电压转换设备,提供能够满足LED额定的电压和电流,才能使LED正常工作,也就是所谓的LED驱动电源。
但由于各种规格不同的LED驱动电源的性能和转换效率各不相同,所以选择合适、高效的LED驱动电源,才能真正展露出LED光源高效能的特性。因为低效率的LED驱动电源本身就需要消耗大量电能,所以在给LED供电的过程中就无法凸显LED的节能特点。LED驱动电源在LED工作中的稳定性、节能性、寿命长短,具备重要的作用。
2.1.1 LED驱动电源分类1.LED驱动电源按驱动方式分类
(1)恒流式
① 恒流驱动电路驱动LED是很理想的,缺点就是价格较高。
② 恒流电路虽然不怕负载短路,但是严禁负载完全开路。
③ 恒流驱动电路输出的电流是恒定的,而输出的直流电压却随着负载阻值的大小不同在一定范围内变化。
④ 要限制LED的使用数量,因为它有*大承受电流及电压值。
(2)稳压式
① 稳压电路确定各项参数后,输出的是固定电压,输出的电流却随着负载的增减而变化。
② 稳压电路虽然不怕负载开路,但是严禁负载完全短路。
③ 整流后的电压变化会影响LED的亮度。
④ 要使每串一稳压电路驱动LED显示亮度均匀,需要加上合适的电阻才可以。2.LED驱动电源按电路结构分类大。
(3)电容降压
这种方式的LED驱动电源容易受电网电压波动的影响,驱动电源效率低,不宜LED在闪动时使用,因为电路通过电容降压,在闪动使用时,由于充放电的作用,通过LED的瞬间电流极大,容易损坏芯片。
(4)电阻降压
这种供电方式驱动电源效率很低,而且系统的可靠性也较低。因为电路通过电阻降压,受电网电压变化的干扰较大,不容易做成稳压驱动电源,并且降压电阻本身还要消耗很大部分的能量。
(5)RCC降压式开关电源
这种方式的LED驱动电源优点是稳压范围比较宽、电源效率比较高,一般可在70%~80%,应用较广。缺点主要是开关频率不易控制,负载电压波纹系数较大,异常情况负载适应性差。
(6)PWM控制式开关电源
目前来说,PWM控制方式设计的LED驱动电源是比较理想的,因为这种开关电源的输出电压或电流都很稳定。电源转换效率极高,一般都可以高达80%~90%,并且输出电压、电流十分稳定。这种方式的LED驱动电源主要由四部分组成,它们分别是:输入整流滤波部分、输出整流滤波部分、PWM稳压控制部分、开关能量转换部分。而且这种电路都有完善的保护措施,属于高可靠性驱动电源。
2.1.2 LED驱动电源的特点
(1)高可靠性,特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,且维修的花费也大,故此类电源必须具有高可靠性。
(2)高效率,LED是节能产品,驱动电源的效率要高。对于驱动电源安装在灯具内的结散热非常重要。驱动电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的温升。对延缓LED的光衰有利。网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。
2.1.3 LED驱动电源技术现状及分析1.我国LED驱动电源市场不足
LED驱动电源也是一个配套产品,现在做LED驱动电源的人确实很多,但是能做好的却不多。其主要原因如下所述。
(1)生产LED照明及相关产品的公司的技术人员对开关电源的了解不够,做出的驱动电源虽然可以正常工作,但一些关键性的评估及电磁兼容的考虑不够,还是有一定的隐患。
(2)大部分LED驱动电源生产企业都是从普通的开关电源转型过来做LED驱动电源的,对LED的特点及使用的认识还不够。
(3)现在关于LED的标准几乎没有,大部分都是参考开关电源和电子整流器的标准。
(4)现在大部分LED驱动电源没有统一,所以较大部分元器件的采购量小,价格就偏高,而且元器件供应商也不太配合。2.LED驱动电源技术面临挑战
在市场LED产品如火如荼的发展势态下,就LED驱动电源企业而言,目前面临几个挑战。
(1)LED驱动电源的稳定性:宽电压输入、高温和低温工作、温度保护等问题都没有一一解决。
(2)驱动电路整体寿命,尤其是关键器件,如电容在高温下的寿命直接影响到驱动电源的寿命。
(3)LED驱动器应挑战更高的大功率LED是低电压、大电流的驱动器件,其发光的强度由流过LED的电流决定,电流越大,光强越高,功耗也越大,同样发热也越大,所引起LED的衰减也越大。所以在设计LED电流时要综合LED的光强和发热,将LED电流设定为*合适的值。转换效率,尤其是在驱动大功率LED时更是如此,因为所有未作为光输出的功率都作为热量耗散,驱动电源的转换效率过低,影响了LED节能效果的发挥。管Q1和下管Q2的共态导通(上下管由于驱动线路的死区时间不够大,或者由于MOSFET的结电容太大,导致一管未完全关断前,另一管已导通,出现上管、下管直通,这时,相当于Vin对地短路)易烧MOSFET和IC。由于上、下管驱动存在死区时间,当上管截止,电感续流,而MOSFET未导通时,下管MOSFET的体内寄生二极管续流。由于MOSFET的体内寄生二极管导通压降