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大功率LED驱动电源设计需考虑的问题

2014-09-29

在大功率LED的串联数量方面,流经大功率LED的电流不再受大功率白光LED串联数量的限制。为了满足不同的发光亮度需求,通过灵活地驱动多个大功率LED就可以实现。对于大功率白光LED的并联使用,电路仍无法保证并联分支LED的发光亮度一致性。但可以使用多个相同恒流电源,分路驱动不同的并联分支LED,这样就保证了并联分支LED属性一致性,从而可以解决发光亮度一致性的问题。

采用全部串联方式要求LED驱动器输出较高的电压。当LED的一致性差别较大时,分配在不同LED两端的电压不同,但通过每颗LED的电流相同,LED的亮度一致。如采用恒流式LED驱动,当某一颗LED品质不良短路时,由于驱动器输出电流保持不变,不影响余下所有LED正常工作。当某一颗LED品质不良断开后,串联在一起的LED将全部不亮。解决的办法是在每个LED两端并联一个齐纳管,不过,齐纳管的导通电压要比LED的导通电压高,否则LED就不亮了。

在升压转换器断电期间,负载仍然通过电感和二极管与输入电压连接。这样即使电源已经失效,还会继续产生一个小泄漏电流,极大缩短了LED的寿命。负载断开在PWM调光时也很重要。在PWM空闲期间,电源已经失效,但是输出电容器仍然与LED连接,它会通过LED放电,直到PWM脉冲再次打开电源。实施负载断开电路时,最好在LED和电流传感电阻器之间放置一个MOSFET。在路灯照明设计中,一般要求白天有自动关闭功能,可以在电路中间增加光敏电阻,在白天光线照射下阻值改变使那个MOSFET停止工作,当然也可以使后级DC/DC停止工作。

在许多情况下,利用低频(50~200Hz)PWM方式调节LED电流非常方便,通过控制脉冲宽度来调节亮度。这种调节方法的优点在于光谱保持不变,而采用幅度调节时,光谱会随着流过LED电流的变化而改变。低频PWM调光电路的效率比线性LED调光电路更高。在路灯照明设计中,一般需要在半夜某时将路灯照度减低一半,节能降耗。可以在电路中间增加定时器,到时间输出50%占空比即可功率减半。

防水设计,按使用环境分为户外、户内。目前的防水电源大多是以环氧树脂作为防水密封填充材料,颜色主要为黑色,当然也有白色以及其他一些颜色。有少数厂家采用了其他的防水填充材料。重要的是它要能经得起高温、冷冻、雨水以及一些腐蚀性物质的浸袭。

100W的LED路灯可以替代250W的高压钠灯,或300W的水银灯。100W的LED路灯,其输出光通量大约为6 250lm(经过二次光学设计,会有所损失),到达路面时的流明数仍为6000,而路面的平均照度可以达到16Lux(杆高12m)。250W高压钠灯的输出光通量为20 000lm,但到达路面的流明数就只有7000,路面的照度大约为30~40Lux。由于显色系数的差别,LED的照度修正系数为2.35倍,高压钠灯的修正系数为0.94倍。所以,100W的LED经过修正以后,地面的照度为37.6Lux,而高压钠灯修正后的照度为28.2~37.6Lux,二者相当。

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