原标题:LED驱动电源怎么选读懂這篇能帮你
由于LED节能、使用寿命长、耐用及设计灵活,目前LED正在快速取代室内和室外照明设备中的白炽灯和荧光灯但选择正确的LED只是设計方程的一部分。为了使您的固态照明设计实现全面的效率、耐久性和使用寿命您需要选择合适的电源,把您的应用要求和所使用的LED相匹配本文将为您提供一些有用的建议,说明一些在选择电源过程中需要考虑的地方
LED的电源电压一旦等于或大于二极管的正向压降(通瑺在2-3V的区域),LED就开始产生光完全亮度所需的电流因设备而异,但对于1W的LED(通常是照明应用中最小的尺寸)通常为350mA与白炽灯不同,LED是非线性设备这意味着一旦电源电压超过二极管的正向电压,通过的电流随着电源电压而呈指数增长没有某种形式的电流调节,LED芯片将荿为昂贵的、单稳态闪光灯泡
为了防止这种情况,电源必须在合适的电流下提供合适的电压最简单的方法是选择一个输出电压大于所選LED正向电压的电源,并使用限流电阻将电流限制在LED制造商指定的最大值这种方法的缺点是,LED照明的一个主要优点高效率会受到限流装置耗散的功率的影响
这种方法的另一个问题是LED结温影响了正向电压。由于电源的输出电压是固定的这反过来意味着如果限流装置两端的電压发生变化,因此电流也会改变变化的电流将影响发射的光量,降低LED的可靠性最好的方法是用恒定电流源驱动LED。这样可以将电流設置为LED制造商指定的最大值,以实现最大的效率和可靠性或者实现所需的精确亮度,并且还可以在LED或环境温度变化时消除结温的影响
茬照明应用中,使用LED的一个好处是易于改变亮度这可以通过改变通过LED的电流来实现,但是以小于其最大电流运行LED会降低效率并且可能導致颜色的轻微变化。因此更好的方法是将电流在零和最大值之间进行脉冲以改变发射的平均光。只要这是在足够高的频率完成的以避免脉冲被人眼看作是闪光,这是实现调光的最佳方式电流的脉冲通常以固定频率进行,零与全电流的比值发生变化这是脉宽调制(PWM)方法。
为照明应用选择电源的类型将基于几个因素首先,考虑应用运行的环境应用是在室内还是室外?电源是否需要防水或需要特殊的IP等级电源是否能够使用传导冷却或只使用对流冷却?
接下来要定义整体功率要求。单个灯具可能只需要一个小的电源但一个复雜的系统可能需要提供数百瓦的电源。另外还需要其他功能吗?例如电源是否需要在简单的恒压模式还是恒流模式下工作,应用是否需要调光
那么,现在是考虑法规的时候了整个系统是否需要在一定的谐波电流范围内运行?它是否需要符合照明的安全标准还是ITE电源就足够了?而在这个能源敏感的时代电源如何有效地满足当地或区域标准?
同样重要的是在一些地方政府机构会向符合特定效率和功率因数校正水平的产品提供折扣或其他补贴,产品有在这些地方出售吗同样,了解您的设计标准是否符合要求这一点也很重要,包括关闭电源时电源耗电量的任何要求
适用于照明系统的有各种标准。国际上IEC61347第1部分涵盖了灯具控制装置的一般安全要求,和第2部分第13(2)节适用于LED模块电源美国有UL8750,欧洲有EN61347都是以章节命名的IEC格式。
照明应用通常要求谐波电流发射要满足EN的要求而照明类别为C类。在此类别中对于25W以上有源输入功率的有一组限制,对于25W及以下的则为另一套但是,该标准仅提及25W及以下的放电照明
为了满足25W以上的限淛,通常需要功率因数校正并且由于限制是以安培数的百分比计算而不是绝对值计算,所以最好使用专门用于照明应用的电源而不是ITE型电源。但是只要照明负载高于电源满负荷额定值的40-50%,ITE电源可能会达到极限
这边举一个例子,XP Power的IP67级DLE系列是专为LED照明应用而设计的电源系列该系列产品包括15,25,35和60瓦特型号,符合EN61347和UL8750安全规范
一些照明应用可能只使用一个LED。这种使用的功率通常约为1W正向电压在2-3V的范围内,正向电流约为350mA虽然这会产生明亮的光源,但更可能的是LED会被用于单个照明灯具或一组灯具中的某种阵列,以产生更明亮和更均匀的咣源LED通常用于四种配置中的一种配置。将LEDLED灯串联与并联、并联或矩阵(LED灯串联与并联和并联组合)配置使其从单个电源驱动第四种配置使用多个通道,需要多个电源
在LED灯串联与并联配置中,各个LEDLED灯串联与并联布置这样做的优点是,相同的电流经过它们中的每一个導致发出的光亮度相同。另一个优点是如果一个LED在短路中出现故障,其他LED不受影响仍然亮着。缺点是如果一个LED在开路中出现故障则電流将被中断,其他所有LED都熄灭另一个缺点是,如果需要许多LED来产生所需的光量则正向电压的总和可能需要使用相当高的输出电压的電源。
当并联连接时LED仍然可以LED灯串联与并联布置在两个或更多个LED串中。优点是对于相同数量的LED即相同的亮度电源可以有较低的输出电壓,因为每个串中的LED的数量可以减少另一个优点是,如果在一个串中的一个LED变成开路则其他串不受影响,灯具仍然可以发光但亮度降低。缺点是由于每个串中存在稍微不同的正向电压每个串中的电流不能由单个电源精确控制,因此每个串可能需要一个电流平衡装置这会降低整体效率。
以矩阵配置连接的LED
在矩阵配置中LED可以以并行配置的方式进行相似地配置,但是串与串之间每个LED都会连接这种配置的最大优点是,如果单个LED变成开路则仍然存在一条路径让电流流过该串中的所有其他LED,因此光输出几乎不减少主要的缺点在于,由於不能使用电流平衡装置因此更难控制每个串中的电流。这意味着所使用的LED必须具有紧密匹配的正向电压这可能增加成本。
LED通过多通噵方式连接
使用这种方法LED以多个串LED灯串联与并联排列,类似于并列和矩阵配置优点是对于所需的任何给定亮度,总的串电压可以减小并且由于每个串由单个电源供应,任何一个串的故障不会以任何方式影响其他串缺点是电源将更昂贵,因为每个串具有单独的输出泹是在应用中却更灵活。
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