四種LED路燈的電源設計方案
發布時間:2010-05-19
中心議題:
本文主要是針對幾種不同LED路燈的應用,提出了適合的架構,並對其優缺點進行分析,以便讓讀者能根據具體狀況和設計的路燈種類,找到最合適的方案。
方案一:直接AC輸入,對6串LED分別做恒流控製
在本文介紹的幾種方案之中,這一種方案應該是目前效率最高、電路成本最低的方案(圖1)。直接用光電耦合器對初級側電路進行回溯控製,調節輸出電壓。相對於其它傳統方案,該方案的開關損耗少。將CS的電壓固定在0.25V,對6串LED分別做恒流控製。IC會偵測FB的位置,將電壓最低那串LED固定在0.5V。此時由於各串LED的Vf值的總和不同,產生的壓降會落在MOS管上,導致一些損耗。如果是一般對Vf分BIN篩選過後的LED,損耗應該可以控製在2%以內,少於一般的開關損耗。

該方案的優點是效率高、成本低,缺點是AC輸入、需要較多的研發成本。該方案適用於可以用AC直接輸入的路燈。
方案二:DC或電池輸入,對6串LED分別做恒流控製
它采用多串的升壓結構設計,LED驅動的方式與前一種類似,差別在於由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖2)。低壓側傳感的設計隻要選擇適當的MOS管,LED可以串相當多的顆數。相對於AC輸入的方案,其設計較為簡單。但由於多了一次升壓的開關,效率相對較低。

該方案的優點是設計簡單、電路成本低,缺點是效率較低。它適合太陽能電池或通過適配器輸入的路燈。
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方案三:單串降壓結構
有you些xie廠chang商shang仍reng喜xi歡huan用yong單dan串chuan的de設she計ji,優you點dian是shi維wei修xiu容rong易yi,而er且qie可ke以yi做zuo模mo塊kuai化hua設she計ji。不bu同tong功gong率lv的de路lu燈deng可ke以yi使shi用yong相xiang同tong的de燈deng條tiao,隻zhi要yao更geng換huan麵mian板ban,插cha上shang不bu同tong數shu目mu的de燈deng條tiao,就jiu可ke以yi組zu合he出chu各ge種zhong不bu同tong功gong率lv的de路lu燈deng。但dan它ta的de缺que點dian是shi每mei一yi串chuan都dou需xu要yao獨du立li的de電dian源yuan模mo塊kuai,成cheng本ben較jiao高gao,而er降jiang壓ya的de結jie構gou會hui讓rangLED的數目受限於IC的耐壓。在圖3所示的例子中,LED最多串到14顆,如果要設計20W的燈條,就需要使用700mA的LED。為了使效率達到最高,必需針對LED的數目來調節輸入電壓,也就是適配器的輸出電壓。以10顆LED為例,如果要達到最高效率,就必須把輸入電壓調到約42V左右。

該方案的優點是降壓結構效率較高、單串設計、配置較為靈活,缺點是電路成本較高、LED串聯數目受限於IC耐壓。它適合通過適配器輸入的路燈
方案四:單串升壓結構RT8480
同樣的單串設計,升壓結構(圖4)會較降壓結構的效率低,但是LED串聯的數目不再受限於IC的耐壓,而是由MOS來決定,因而可以串聯較多的LED。youyudaduoshudetaiyangnengdianchideshuchudianyadoubugao,yincitaiyangnengludengjiaoshiheshiyongshengyajiegou。erxuanyongdianliumoshidehengliusheji,keyirangshuchudianliujiaobushoushurudianyabianhuadeyingxiang,zaidianchimanzaiyijikuaimeidianshi,dounengrangludengweichixiangtongdeliangdu。

該方案的優點是串聯LED數目不受IC耐壓限製,缺點是電路成本較高,效率較降壓結構稍低。它適合太陽能路燈。
下表對LED路燈四種電源設計方案的優勢進行了比較並排序。

- 四種LED路燈的電源設計方案
- 直接AC輸入,對6串LED分別做恒流控製
- DC或電池輸入,對6串LED分別做恒流控製
- 單串降壓結構
- 單串升壓結構RT8480
本文主要是針對幾種不同LED路燈的應用,提出了適合的架構,並對其優缺點進行分析,以便讓讀者能根據具體狀況和設計的路燈種類,找到最合適的方案。
方案一:直接AC輸入,對6串LED分別做恒流控製
在本文介紹的幾種方案之中,這一種方案應該是目前效率最高、電路成本最低的方案(圖1)。直接用光電耦合器對初級側電路進行回溯控製,調節輸出電壓。相對於其它傳統方案,該方案的開關損耗少。將CS的電壓固定在0.25V,對6串LED分別做恒流控製。IC會偵測FB的位置,將電壓最低那串LED固定在0.5V。此時由於各串LED的Vf值的總和不同,產生的壓降會落在MOS管上,導致一些損耗。如果是一般對Vf分BIN篩選過後的LED,損耗應該可以控製在2%以內,少於一般的開關損耗。

該方案的優點是效率高、成本低,缺點是AC輸入、需要較多的研發成本。該方案適用於可以用AC直接輸入的路燈。
方案二:DC或電池輸入,對6串LED分別做恒流控製
它采用多串的升壓結構設計,LED驅動的方式與前一種類似,差別在於由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖2)。低壓側傳感的設計隻要選擇適當的MOS管,LED可以串相當多的顆數。相對於AC輸入的方案,其設計較為簡單。但由於多了一次升壓的開關,效率相對較低。

該方案的優點是設計簡單、電路成本低,缺點是效率較低。它適合太陽能電池或通過適配器輸入的路燈。
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方案三:單串降壓結構
有you些xie廠chang商shang仍reng喜xi歡huan用yong單dan串chuan的de設she計ji,優you點dian是shi維wei修xiu容rong易yi,而er且qie可ke以yi做zuo模mo塊kuai化hua設she計ji。不bu同tong功gong率lv的de路lu燈deng可ke以yi使shi用yong相xiang同tong的de燈deng條tiao,隻zhi要yao更geng換huan麵mian板ban,插cha上shang不bu同tong數shu目mu的de燈deng條tiao,就jiu可ke以yi組zu合he出chu各ge種zhong不bu同tong功gong率lv的de路lu燈deng。但dan它ta的de缺que點dian是shi每mei一yi串chuan都dou需xu要yao獨du立li的de電dian源yuan模mo塊kuai,成cheng本ben較jiao高gao,而er降jiang壓ya的de結jie構gou會hui讓rangLED的數目受限於IC的耐壓。在圖3所示的例子中,LED最多串到14顆,如果要設計20W的燈條,就需要使用700mA的LED。為了使效率達到最高,必需針對LED的數目來調節輸入電壓,也就是適配器的輸出電壓。以10顆LED為例,如果要達到最高效率,就必須把輸入電壓調到約42V左右。

該方案的優點是降壓結構效率較高、單串設計、配置較為靈活,缺點是電路成本較高、LED串聯數目受限於IC耐壓。它適合通過適配器輸入的路燈
方案四:單串升壓結構RT8480
同樣的單串設計,升壓結構(圖4)會較降壓結構的效率低,但是LED串聯的數目不再受限於IC的耐壓,而是由MOS來決定,因而可以串聯較多的LED。youyudaduoshudetaiyangnengdianchideshuchudianyadoubugao,yincitaiyangnengludengjiaoshiheshiyongshengyajiegou。erxuanyongdianliumoshidehengliusheji,keyirangshuchudianliujiaobushoushurudianyabianhuadeyingxiang,zaidianchimanzaiyijikuaimeidianshi,dounengrangludengweichixiangtongdeliangdu。

該方案的優點是串聯LED數目不受IC耐壓限製,缺點是電路成本較高,效率較降壓結構稍低。它適合太陽能路燈。
下表對LED路燈四種電源設計方案的優勢進行了比較並排序。

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