LED路灯是LED照明中一个很重要应用。在节能省电的前提下,LED路灯取代传统路灯的趋势越来越明显。市面上,LED路灯电源的设计有很多种。早期的设计比较重视低成本的追求;到近期,共识渐渐形成,高效率及高可靠性才是最重要的。
本文主要是针对几种不同LED路灯的应用,提出了适合的架构,并对其优缺点进行分析,以便让读者能根据具体状况和设计的路灯种类,找到最合适的方案。
方案一:直接AC输入,对6串LED分别做恒流控制
在本文介绍的几种方案之中,这一种方案应该是目前效率最高、电路成本最低的方案(图1)。直接用光电耦合器对初级侧电路进行回溯控制,调节输出电压。相对于其它传统方案,该方案的开关损耗少。将CS的电压固定在0.25V,对6串LED分别做恒流控制。IC会侦测FB的位置,将电压最低那串LED固定在 0.5V。此时由于各串LED的Vf值的总和不同,产生的压降会落在MOS管上,导致一些损耗。如果是一般对Vf分BIN筛选过后的LED,损耗应该可以控制在2%以内,少于一般的开关损耗。
该方案的优点是效率高、成本低,缺点是AC输入、需要较多的研发成本。该方案适用于可以用AC直接输入的路灯。
方案二:DC或电池输入,对6串LED分别做恒流控制
它采用多串的升压结构设计,LED驱动的方式与前一种类似,差别在于由AC输入改为DC或是由电池输入(图2)。低压侧传感的设计只要选择适当的MOS 管,LED可以串相当多的颗数。相对于AC输入的方案,其设计较为简单。但由于多了一次升压的开关,效率相对较低。
该方案的优点是设计简单、电路成本低,缺点是效率较低。它适合太阳能电池或通过适配器输入的路灯。
方案三:单串降压结构
有些厂商仍喜欢用单串的设计,优点是维修容易,而且可以做模块化设计。不同功率的路灯可以使用相同的灯条,只要更换面板,插上不同数目的灯条,就可以组合出各种不同功率的路灯。但它的缺点是每一串都需要独立的电源模块,成本较高,而降压的结构会让LED的数目受限于IC的耐压。在图3所示的例子中,LED最多串到14颗,如果要设计20W的灯条,就需要使用700mA的LED。为了使效率达到最高,必需针对LED的数目来调节输入电压,也就是适配器的输出电压。以10颗LED为例,如果要达到最高效率,就必须把输入电压调到约42V左右。
该方案的优点是降压结构效率较高、单串设计、配置较为灵活,缺点是电路成本较高、LED串联数目受限于IC耐压。它适合通过适配器输入的路灯
方案四:单串升压结构RT8480
同样的单串设计,升压结构(图4)会较降压结构的效率低,但是LED串联的数目不再受限于IC的耐压,而是由MOS来决定,因而可以串联较多的LED。由于大多数的太阳能电池的输出电压都不高,因此太阳能路灯较适合使用升压结构。而选用电流模式的恒流设计,可以让输出电流较不受输入电压变化的影响,在电池满载以及快没电时,都能让路灯维持相同的亮度。
该方案的优点是串联LED数目不受IC耐压限制,缺点是电路成本较高,效率较降压结构稍低。它适合太阳能路灯。
下表对LED路灯四种电源设计方案的优势进行了比较并排序。
关键字:电源设计 LED 恒流控制
编辑:探路者 引用地址:LED路灯电源设计的四种解决方案及比较
推荐阅读最新更新时间:2023-10-17 15:46
加强LED智能化,改善其发光质量、效率与成本
数字控制灵活性使OEM只要设计一种控制器,就可以驱动各种最终产品,提升设计灵活性,为灯光装置带来新的智能与差异化。
随着照明业转向LED技术, 也增加了对更智能控制器与驱动器的需求。LED的高效运行可以有效抑制家庭与单位上涨的电费支出。很多应用需要提供恒定不变的照明质量,同时支持先进的控制功能,如调光、色温均衡,以及精确混色等。应用的自诊断可以减少对技术人员的需求,从而降低维护费用,远程连接也成为这些应用的一种常规要求。
LED照明应用中加入智能可能需要从固定功能的LED驱动器转向基于微控制器或可编程架构。专用的功率电子微控制器还能够在照明控制与通信以外控制照明电源,从而使照明应用拥有更高效率和更具性价比。
[电源管理]
扶持政策在酝酿 LED市场空间广阔
半导体照明产业是LED下游应用的细分产业之一。在全球低碳经济浪潮下,半导体照明行业前途日益光明。业内人士预计未来5年复合增长率将逾30%.中国各级主管部门也正在筹划出台相应的扶持政策,以推动中国半导体照明产业做大做强。
据悉,未来中国半导体明显产业将进入政府大力支持、企业各显神通的阶段。据工信部电子信息司副巡视员关白玉介绍,财政部正在酝酿推广半导体照明的相关扶持政策;今年有多项半导体照明相关的国家标准、行业标准将完成报批程序,并予以公布,同时多项标准正在研究制定中。此外,鉴于半导体照明的产业链长,产品相关标准制定过程中,涉及多个部门。为做好标准制定工作,未来在部内实行司局联手,在部委之间实行联合,采取产、学
[电源管理]
基于Cypress的EZ-Color控制器的高亮LED照明混色方案
引言
随着半导体照明行业日异更新的步伐,具有寿命长,能耗低,应用灵活,环保无害等众多优点的高亮LED正在孕育一场新的产业革命—照明革命,使我们的生活与工作环境魅力四射,绚丽多彩。不过,由于LED LED
LED(Light Emitting Diode)即发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量。能完成数十种不同的工作,并且在各种设备中都能找到它们的身影。例如它们可以组成电子钟表 表盘上的数字,从遥控器 传输信息,为手表表盘照明并
[嵌入式]
介绍一种高效的LED驱动电源设计方案
半导体照明这一新兴领域的出现,使同时专长于电力电子学、光学和热管理学(机械工程)这三个领域的工程师成为抢手人才。目前,在三个领域都富有经验的工程师并不很多,而这通常意味着系统工程师或者整体产品工程师的背景要和这三大领域相关,同时他们还需尽可能与其他领域的工程师协作。系统工程师常常会把自己在原有领域养成的习惯或积累的经验带入设计工作中,这和一个主要研究数字系统的电子工程师转去解决电源管理问题时所遇到的情况相似:他们可能依靠单纯的仿真,不在试验台上对电源做测试就直接在电路板上布线,因为他们没有认识到:开关稳压器需要仔细检查电路板布局;另外,如果没有经过试验台测试,实际的工作情况很难与仿真一致。
在设计LED灯具的过程中,
[电源管理]
PIC12F629单片机开发程序,看门狗+KEY+LED
#include pic.h
__CONFIG(0X018C); //开WDT,别的什么都关,用内部RC
#define OUT_LED GPIO2
#define KEY_LED GPIO4
void main()
{
int i=0,j=0;
GPIO = 0X37; //IO口数据
INTCON = 0X00; //中断控制位;全关
IOCB = 0X00; //电平变化触发中断;全关
CMCON = 0X07; //关比较器
OPTION = 0X00; //IO口上拉;WPU只能在输入的时候使用
WPU = 0X37;
TRISIO = 0X08;
[单片机]
太阳能LED街灯的挑战及安森美半导体高能效解决方案
近年来,业界越来越关注利用可再生的清洁能源太阳能进行街道照明。典型太阳能街道照明系统由太阳能电池板、充电控制器、蓄电池、光源以及灯杆等组成,如图所示。而在照明光源方面,经历了从白炽灯到荧光灯和高强度气体放电灯均已被用于太阳能街灯。 典型的太阳能供电街道照明系统示意图
相比较而言,发光二极管 (led) 被视作照明光源的第四个重要阶段。 LED 具有着高能效、超长工作寿命、低直流电压工作、发出指向光、能够提供多种色彩及白光、小巧、具有固态器件的强固性、不含汞等众多优势,因此,业界越来越多地将 LED 用于太阳能街道照明。且 LED 的能效及光输出性能已大幅提升,公开宣称的最强白光 LED 研发能力已经达到
[电源管理]
如何解决LED散热的问题
LED 被称为第四代照明光源或绿色光源,具有节能、环保、寿命长、体积小等特点,可以广泛应用于各种指示、 显示 、装饰、背光源、普通照明和城市夜景等领域。近年来,世界上一些经济发达国家围绕LED的研制展开了激烈的技术竞赛。其中 LED散热 一直是一个亟待解决的问题! 有研究数据表明,假如 LED芯片 结温为25度时的发光为100%,那么结温上升至60度时,其发光量就只有90%;结温为100度时就下降到80%;140度就只有70%。可见改善散热,控制结温是十分重要的事。 除此以外LED的发热还会使得其光谱 移动 ; 色温 升高;正向电流增大(恒压供电时);反向电流也增大;热应力增高;荧光粉环氧树脂老化
[电源管理]
基于DSP的精密半导体激光驱动电源系统
引言
目前,半导体激光(LD)已广泛应用于通信、信息检测、医疗和精密加工与军事等许多领域。激光电源是激光装置的重要组成部分,其性能的好坏直接影响到整个激光器装置的技术指标。本设计采用受DSP控制的恒流源来为半导体激光器提供电流,在电路中,利用负反馈原理,控制复合功率调整管输出电流,以达到稳定输出电流的目的。该系统采用电路设计和程序控制算法设计相结合的方法,从多方面对半导体激光器的工作状态进行实时检测和控制,使系统的性能得到很大的改善和提高,有效解决了半导体激光器工作的准确、稳定和可靠性问题,进一步提高了半导体激光器的输出指标。
系统原理
要使激光器输出稳定波长的激光,则
[应用]