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大功率LED驅(qū)動控制系統(tǒng)面臨四大挑戰(zhàn)

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? ? ??隨著大功率LED技術(shù)的成熟,大功率LED的驅(qū)動設(shè)計(jì)顯得尤為重要。依據(jù)大功率LED器件的特性,
如果驅(qū)動電流過大或者工作溫度過高,超出LED元件的承受范圍,就極易致使LED器件損壞。
因此需要一個恒流、恒溫控制的,并有可靠、完善保護(hù)功能的LED驅(qū)動系統(tǒng)。
?
  1、大功率LED驅(qū)動控制技術(shù)的特點(diǎn)
?
  依據(jù)LED驅(qū)動電源和電網(wǎng)用電規(guī)則的特性需求,在設(shè)計(jì)和選擇LED驅(qū)動電源是需要考慮到
以下幾個方面:
?
 ?。?)LED路燈的驅(qū)動電源不應(yīng)該裝在高空,這樣會給維修工作帶來不便,而且維修的花費(fèi)
較大,因此需要選取高性能的驅(qū)動電源。
?
 ?。?)大功率LED是節(jié)能的產(chǎn)品,對驅(qū)動電源的要求因此也較高。LED發(fā)光的效率會隨著LED
溫度的增高而降低,因此LED內(nèi)部的散熱對LED的正常運(yùn)行極其的重要。電源的性能高,其損耗
功率就較小,在LED內(nèi)部的發(fā)熱量就會很小,也就延緩了燈具或者顯示器溫度的升高。對降低
LED的光衰有積極的作用。
?
 ?。?)目前LED驅(qū)動的方式主要有兩種,一是恒壓電源供給多個恒流電源,每個恒流電源會
單獨(dú)給各個電路的LED供電,這種方式極其的靈活,如一個LED出現(xiàn)故障,不會影響其他LED的正
常工作但是其成本較高。另一種為直接恒流供電,LED通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式運(yùn)行,其成本略
低,但其靈活性較差。多路恒流的供電方式在性能和成本方面具有較大的優(yōu)勢,是發(fā)展的重點(diǎn)。
?
  (4)LED的抗浪涌能力較差,尤其是抗反向電壓的能力。有些LED的顯示屏或者路燈裝在戶
外,由于雷擊的感應(yīng)和電網(wǎng)負(fù)載的啟用,因此電網(wǎng)系統(tǒng)會出現(xiàn)各種浪涌,對LED有壞的影響。因
此LED的驅(qū)動電源需要具有抑制浪涌侵入的能力,以確保LED不受到損害。
?
 ?。?)燈具在戶外安裝時,電源的結(jié)構(gòu)應(yīng)該防潮、防水,外殼也應(yīng)該耐磨。
?
  (6)對于電源除了常規(guī)保護(hù)之外,最好能增加LED溫度的負(fù)反饋,以防止LED溫度的過高而
影響光輸出的穩(wěn)定性。
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  2、大功率LED驅(qū)動控制系統(tǒng)面臨挑戰(zhàn)
?
  當(dāng)精密的恒流電源設(shè)計(jì)已達(dá)到了電源穩(wěn)定的輸出時,電源穩(wěn)定是光源穩(wěn)定必要的條件,在
電源穩(wěn)定的前提下,光源輸出的電流在長時間的工作中會出現(xiàn)波動的情況。為了獲取穩(wěn)定的電
流,提升LED光穩(wěn)定性,通過控制恒流電源的外圍電壓,通過電壓的大小來調(diào)節(jié)輸出電流。LED
驅(qū)動系統(tǒng)控制部分的電路設(shè)計(jì)緊緊圍繞單片機(jī),結(jié)合鍵盤及LED數(shù)字顯示,從A/D進(jìn)行采樣的電
壓通過反饋和輸入的電壓相比,對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,而后經(jīng)D/A的模擬電壓來輸入電壓。
?
  結(jié)合大功率LED在國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r,LED驅(qū)動系統(tǒng)主要面臨以下的挑戰(zhàn):
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 ?。?)驅(qū)動電路的壽命有待提升,特別是關(guān)鍵元件如電容的壽命將對電源的壽命有直接的影
響。
?
 ?。?)LED驅(qū)動器應(yīng)該向轉(zhuǎn)換效率更高的目標(biāo)邁進(jìn),因?yàn)槲摧敵龉獾墓β示詿崃康男问缴?br /> 發(fā),而轉(zhuǎn)換效率的過低就會對LED的節(jié)能效果產(chǎn)生壞的影響。
?
 ?。?)通過較大的調(diào)光比例高效地對LED進(jìn)行調(diào)光,同時還可以確保在低亮度及高亮度時顏
色特征的恒定。
?
 ?。?)減小其成本,現(xiàn)今在小功率的應(yīng)用場所,恒流驅(qū)動電源的成本占據(jù)的比例已接近35%,
基本是光源的成本,這在一定程度上阻礙了LED在市場上的推廣。
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  3、大功率LED驅(qū)動電路連接的方法
?
  大功率LED的光效雖然很高,但是單個LED釋放的光通量不大,因此通常是若干LED連接使用。
多個LED基本的連接方法有串聯(lián)、并聯(lián)及串并混合這三種。
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 ?。?)串聯(lián)
?
  LED串聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)是流入支路各個LED的電流相同,所以各個LED發(fā)光的亮度也相同。如支路上
任意一個LED出現(xiàn)故障,會導(dǎo)致支路上所有LED均停止工作。如果某個LED出現(xiàn)短路,在恒流的方
式下對電路沒有影響,但是在恒壓驅(qū)動時,會使得其他LED的電壓升高,因此其電流也會增大,
可能造成LED的損壞。
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 ?。?)并聯(lián)
?
  并聯(lián)支路上,每個LED工作電壓相同,為了使得各個LED工作電流相同,要求各個LED的電壓
相同。然而由于LED元件參數(shù)的區(qū)別,并且LED的電壓會隨著溫度的增高而減小,致使工作電流有
區(qū)別。如果散熱性能不好,電流超過額定值就極易造成LED元件的損壞,因此通常情況下不采用
并聯(lián)的方式。
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 ?。?)串并混連
?
  并聯(lián)LED或者串聯(lián)LED需要電路有較高的電流或者電壓,因此能夠考慮混合連接的方式,把所
需的電流或者電壓減小至適合的水平。混合連接的方法有先串聯(lián)后并聯(lián)及先并聯(lián)后串聯(lián)這兩種主
要的連接方式,其可靠性較高,并且LED發(fā)光的亮度也較為均勻。
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  4、結(jié)束語
?
  大功率LED驅(qū)動電源對有效功率、效率轉(zhuǎn)換、恒流精度、電磁兼容、電源壽命等有著嚴(yán)格的要
求,因此在LED驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)階段應(yīng)該利用數(shù)字化控制,以期避免調(diào)節(jié)器線性度問題,以便穩(wěn)態(tài)

精度的提高,并得到穩(wěn)定的電流,確保大功率LED的正常運(yùn)作。

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?LED照明燈具

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