恒流恒壓LED路燈驅動電路設計分析(圖)
上傳人:吳俊緯 上傳時間: 2009-02-23 瀏覽次數: 4589 |
1、前言
白光LED的光通量,目前已可輕易達到每瓦80流明以上,這使得LED照明行業特別是LED路燈的應用變得更加可行了。
但是在LED路燈的應用中,目前各生產廠家的驅動電路大多采用開關電源方案,電壓一般在24~48伏之間,由于路燈的功率較大,一般在120W以上,故要同時使用多組開關電源,非但成本高昂,同時開關電源本身的平均功耗損失均在15~20%之間,這使得原本是節能省耗的LED路燈平白浪費了15~20%的能耗,殊為不值。同時由于各家使用的開關電源,電壓均不盡相同,這使得使用單位將來在維修電源方面面臨標準不一,成本過高的問題,另外開關電源一般僅提供恒壓,但是LED在高溫下長期工作后,面臨導通電壓下降,電流上升的問題,這使得LED路燈的穩定性及可靠性存在問題。有鑒于此,如何開發出一種功耗損失較小(應在5~10%以內),成本低廉,使用壽命較長,同時具有恒壓及恒流功能的LED驅動電路早已是LED應用領域內的一大課題。
2008年11月29日中國照明協會室外照明專業委員會及交通運輸照明和光信號委員會及中國照明網在廣州市舉行了一場大功率LED路燈應用現狀辯論會,會中廣州市及上海市路燈處建議LED路燈的電源驅動電路應該標準化,以利使用者維修,促成筆者將我司研發具有中國知識產權的LED路燈方案提供大家參考。
2、LED路燈電路的設計要領
由于目前常用金屬鈉燈的功率均在每個250W左右。LED路燈如果要成為一個具有竟爭性的路燈替代方案,基本上應在省電功能上發揮優勢,由于LED為單向發光,在相同光效的情形下,燈具光效四面發光的比金屬鈉燈光效要強出許多,所以作為250W金屬鈉燈的替代方案LED路燈的功率應可在120~160W之間。
目前市場上常用的光源一般均為每顆1W的芯片,亦即是一般路燈均有120~160個芯片,每個芯片的導通電壓均在3.3~3.6V之間,如果將所有芯片相串連,則全部芯片兩端的電壓將接近400V以上。
因為每個路燈的功率均在120W以上,所以在電源設計上必需考慮功率因數的校正問題。
目前市面上常用的具有功率因數校正功能的IC,有ST公司的L6561,日本瑞薩公司的R2A20116及LINEAR公司的ML4812。其典型電路如附圖一所示,交流電源經橋式整流后經過功率因素校正IC的調頻或脈寬調整后成為穩定的約400V電壓輸出(附圖一)。電路簡單,成本低廉,功率因數在常壓220V時可達98%以上,但是這個電路只能保證恒壓的輸出對于LED路燈要求恒流輸出的目標,仍嫌不足。
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