必須掌握的LED驅(qū)動(dòng)電源知識(shí)
LED驅(qū)動(dòng)電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,通常情況下:LED驅(qū)動(dòng)電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅(qū)動(dòng)電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。
根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和LED驅(qū)動(dòng)電源的特性要求,在選擇和設(shè)計(jì)LED驅(qū)動(dòng)電源時(shí)要考慮到以下幾點(diǎn):
1.高可靠性 特別像LED路燈的驅(qū)動(dòng)電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費(fèi)也大。
2.高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動(dòng)電源的效率要高。對(duì)于電源安裝LED驅(qū)動(dòng)電源在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),尤為重要。因?yàn)長(zhǎng)ED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以 LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對(duì)延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素 功率因素是電網(wǎng)對(duì)負(fù)載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強(qiáng)制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個(gè)用電器功率因素低一點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點(diǎn)燈,同類負(fù)載太集中,會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對(duì)于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動(dòng)電源,據(jù)說不久的將來,也許會(huì)對(duì)功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4.驅(qū)動(dòng)方式 現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個(gè)恒壓源供多個(gè)恒流源,每個(gè)恒流源單獨(dú)給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會(huì)略高一點(diǎn)。另一種是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運(yùn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是成本低一點(diǎn),但靈活性差,還要解決某個(gè)LED故障,不影響其他LED運(yùn)行的問題。這兩種形式,在一段時(shí)間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會(huì)較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護(hù) LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強(qiáng)這方面的保護(hù)也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負(fù)載的啟甩和雷擊的感應(yīng),從電網(wǎng)系統(tǒng)會(huì)侵入各種浪涌,有些浪涌會(huì)導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動(dòng)電源要有抑制浪涌的侵入,保護(hù)LED不被損壞的能力。
6.保護(hù)功能 電源除了常規(guī)的保護(hù)功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負(fù)反饋,防止LED溫度過高。
7.防護(hù)方面 燈具外安裝型,電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅(qū)動(dòng)電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
隨著LED的應(yīng)用日益廣泛,LED驅(qū)動(dòng)電源的性能將越來越適合LED的要求。
1、按驅(qū)動(dòng)方式可分為兩大類:
(1)恒流式:
a、恒流驅(qū)動(dòng)電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負(fù)載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化,負(fù)載阻值小,輸出電壓就低,負(fù)載阻值越大,輸出電壓也就越高;
b、恒流電路不怕負(fù)載短路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全開路。
c、恒流驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED是較為理想的,但相對(duì)而言價(jià)格較高。
d、應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數(shù)量;
(2)穩(wěn)壓式:
a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項(xiàng)參數(shù)確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負(fù)載的增減而變化;
b、穩(wěn)壓電路不怕負(fù)載開路,但嚴(yán)禁負(fù)載完全短路。
c、以穩(wěn)壓驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
d、亮度會(huì)受整流而來的電壓變化影響。
2、按電路結(jié)構(gòu)方式分類
(1)電阻、電容降壓方式:通過電容降壓,在閃動(dòng)使用時(shí),由于充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片。易受電網(wǎng)電壓波動(dòng)的影響,電源效率低、可靠性低。
(2)電阻降壓方式:通過電阻降壓,受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大,不容易做成穩(wěn)壓電源,降壓電阻要消耗很大部分的能量,所以這種供電方式電源效率很低,而且系統(tǒng)的可靠也較低。
(3)常規(guī)變壓器降壓方式:電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高。
(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓范圍也不寬,一般180~240V,波紋干擾大。
(5)RCC降壓方式開關(guān)電源:穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可以做到70%~80%,應(yīng)用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù),開關(guān)頻率不容易控制,負(fù)載電壓波紋系數(shù)也比較大,異常負(fù)載適應(yīng)性差。
(6)PWM控制方式開關(guān)電源:主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負(fù)載變化的情況下,控制電路通過被控制信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)的差值進(jìn)行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源)。電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護(hù)措施,屬高可靠性電源。