LED照明恒流驅(qū)動(dòng)淺析

LED是特性敏感的半導(dǎo)體器件，又具有負(fù)溫度特性，因而在應(yīng)用過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定工作狀態(tài)和保護(hù)，從而產(chǎn)生了驅(qū)動(dòng)的概念。LED器件對(duì)驅(qū)動(dòng)電源的要求近乎于苛刻，LED不像普通的白熾燈泡，可以直接連接220V的交流市電。LED是3伏左右的低電壓驅(qū)動(dòng)，必須要設(shè)計(jì)復(fù)雜的變換電路，不同用途的LED燈，要配備不同的電源適配器。國(guó)際市場(chǎng)上國(guó)外客戶對(duì)LED驅(qū)動(dòng)電源的效率轉(zhuǎn)換、有效功率、恒流精度、電源壽命、電磁兼容的要求都非常高，設(shè)計(jì)一款好的電源必須要綜合考慮這些因數(shù)，因?yàn)殡娫丛谡麄€(gè)燈具中的作用就好比像人的心臟一樣重要。 　　由于受到LED功率水平的限制，通常需同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)LED以滿足亮度需求，因此，需要專門的驅(qū)動(dòng)電路來(lái)點(diǎn)亮LED。下面簡(jiǎn)要目前主流的幾種LED驅(qū)動(dòng)方式： 　　1、阻容降壓 　　利用電容在交流下的阻抗來(lái)限制輸入電流，從而獲得直流電平給LED供電。這種驅(qū)動(dòng)方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，但是輸入非隔離方案，有安全隱患。而且轉(zhuǎn)換效率很低，無(wú)法做到恒流控制。 　　2、隔離反激電路 　　利用反激電路，通過(guò)變壓器在副邊產(chǎn)生直流電平，再通過(guò)光耦將此電平的紋波反饋回原邊，從而自激穩(wěn)定。此類電路符合安規(guī)認(rèn)定要求，而且輸出恒流精度較好，轉(zhuǎn)換效率較高。但由于需要光耦和副邊恒流控制電路，導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜，體積大，成本高。目前已逐漸為原邊方案取代。 　　3、原邊方案 　　原邊方案就是通過(guò)完全在交流原邊控制輸出的電源和電流，最精確可以做到5%的恒流精度，副邊僅需簡(jiǎn)單的輸出電路即可。原邊主要依靠輔助邊的反饋來(lái)控制輸出電壓，依靠限流電阻對(duì)原邊電流的控制，同時(shí)乘以匝比來(lái)控制輸出電流的精度。原邊方案繼承了隔離反激電路的種種優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)架構(gòu)簡(jiǎn)單，可以做到小體積和低成本，目前已成為主流驅(qū)動(dòng)。 　　原邊的恒流精度問(wèn)題：由于變壓的生產(chǎn)精度難以控制，導(dǎo)致原邊方案在使用低質(zhì)量變壓器時(shí)，輸出電流漂移較大。所以，原邊方案通過(guò)改進(jìn)增加了副邊恒流控制電路，這樣雖然比普通的原邊方案復(fù)雜了，但是對(duì)比反激方案，仍然可以省去光耦等，系統(tǒng)性價(jià)比最高。 　　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(méi)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(shuō)不久的將來(lái)，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(wèn)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(guò)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(lái)越適合LED的要求。