LED照明驅動器的設計要點分析
發布時間:2012-12-12 責任編輯:Echo Tang
【導讀】LED是一種單向電流型固態半導體發光器件,它是傳統二極管的一個分支,而目前LED存在的問題主要體現在LED驅動電源上麵,可以簡單地歸結為三點:散熱設計、靠性設計以及調光兼容性設計。本文將分別介紹這三個問題的設計要點。
LED是一種單向電流型固態半導體發光器件,它是傳統二極管的一個分支;因此LED也具有二極管的特性:工作結溫必須在規定的範圍內,以保證其正常工作壽命;隻有當其承受的電壓超過正向電壓時,LED才開始有電流通過,並發光;作為發光器件,LED照明還具有其它特性:
1) 照明要求: a. 電流的調節精度要高; b. 沒有閃爍和眩光; c. 電流的紋波要穩定。
2) 散熱設計要點: a. 非隔離驅動器便於散熱器的設計和成本控製; b. 高效率的驅動器,減少功率耗散; c. 過熱調節,調節輸出光通量當溫度超過安全結溫時。
3) 安全可靠性要點: a. 任一器件發生故障(短路、開路、浮動)均應導致LED照明的關斷保護; b. 可靠的過熱過流保護; c. LED開路和短路保護。
當然,要普及LED照明到千家萬戶,成本是最重要的考慮因素,LED產品既要可靠還要體積小巧,並且高效、低成本。

上圖是可控矽調光器的內部電路及切相波形。
圖二顯示的是簡單Bleeder電路中可控矽保持電流不夠產生的多次導通。

圖三顯示的是控製電路LED調光照明應用中的難點

圖3 是控製電路LED調光照明應用中的難點
相比於傳統的白熾燈,LED照明具有環保、光效高和壽命長的優點。但在完全取代帶有入牆式調光器的白熾燈方麵,LED照明尚存在兼容性差的缺點。傳統的調光器用於驅動純電阻負載,調光器種類繁多,包括前沿切相調光器、後沿切相調光器、智能調光等等,而且功率都比較大(200W~600W),需要提供阻性或類阻性的負載才能使調光器穩定工作;當連接容性負載時,調光器可能無法正常工作。 針對可控矽切相調光器,憑借簡單的泄放電路(BLEEDER)去配合規格各異的可控矽調光器工作,很難讓人滿意。傳統調光器功率都比較大(200W~600W),可控矽需要一定的保持電流維持其導通,而在小功率的LED驅動應用上,一般不能保證有足夠大的輸入電流去維持可控矽穩定工作。這樣就有可能出現多次導通,因而供給LED驅動的電壓及切相信號就不穩定,如果調光信號處理不好則會造成LED閃爍。
另外,在歐美市場上,後沿切相型的調光器和鹵素燈也有廣泛應用。鹵素燈需要電子變壓器進行恒壓控製及軟啟動以提高可靠性,但是鹵素燈發光效率也遠不如LED燈,因此很多使用者也很想選用可調光的LED去替換鹵素燈及電子變壓器。 由(you)於(yu)後(hou)沿(yan)切(qie)相(xiang)的(de)調(tiao)光(guang)器(qi)需(xu)要(yao)和(he)電(dian)容(rong)性(xing)的(de)電(dian)子(zi)變(bian)壓(ya)器(qi)匹(pi)配(pei),它(ta)的(de)設(she)計(ji)和(he)工(gong)藝(yi)較(jiao)普(pu)通(tong)的(de)可(ke)控(kong)矽(gui)調(tiao)光(guang)器(qi)更(geng)為(wei)複(fu)雜(za),內(nei)部(bu)有(you)精(jing)準(zhun)的(de)時(shi)間(jian)常(chang)數(shu)電(dian)路(lu)去(qu)控(kong)製(zhi)場(chang)效(xiao)應(ying)管(guan)的(de)關(guan)斷(duan)而(er)達(da)到(dao)後(hou)沿(yan)切(qie)相(xiang)的(de)效(xiao)果(guo),還(hai)需(xu)要(yao)穩(wen)定(ding)的(de)電(dian)壓(ya)供(gong)這(zhe)些(xie)電(dian)路(lu)工(gong)作(zuo);因為這種調光器中使用的開關器件是場效應管,一般都會並聯上較大值的X電容以保護場效應管,這樣就加大了在正弦波下降沿切相時的檢測難度。因此,針對後沿切相調光器設計的LED驅動,既要能夠在任何切相位置保證調光器內部電路工作,又要能夠提供很低的阻抗去準確檢測切相位置,而且不能影響LED驅動的轉換效率。
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