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如何为LED灯选择合适的驱动IC

驱动IC规格为抉择LED灯泡光输出体现的紧张关键。LED灯泡若受到过高电压或电流时,将严重影响其发光体现,以致导致毁坏,是以,在LED驱动IC中,应设有周详的升降压以及电流密度节制功能,以保持LED灯泡稳定发光体现。

第一则新闻来自于科锐(CREE),这是一家有名的LED照明和半导体产品制造商。他们推出了一个颠覆传统的LED灯泡系列,并且信托这系列的零售价位将前进其客户的产品吸收度。该公司声称新型Cree灯泡系列的设计寿命达25,000小时,零售价格为12.97美元,可用于取代60瓦(W)暖光照明白炽灯泡,其耗电相较于传统白炽灯节省84%。此外,对付破费者来说更紧张的是,Cree还声称假如把家中五个最频繁应用的白炽灯泡替换为Cree的LED灯泡,破费者每年能节省的电费高达61美元(折合新台币约1,780元)。

不仅如斯,Cree还进一步拓展行销通路,让家得宝(The Home Depot)连店成为此类LED灯泡的独家供货管道,此举可以确保一样平常大年夜众能够在离家很近的地方购买这些LED灯泡,并能够获得充沛的供应滥觞。

第二则新闻则是闻名的旧金山海湾大年夜桥(San Francisco Bay Bridge)的吊挂区块,在以前18个月里,照明设计公司从桥塔和悬索的顶端到桥面共吊挂两万五千颗LED灯。该专案由一家名为BayLights的公司认真推动,该公司创立赓续变更和更替的演算法使LED照明充溢生气愿望,该公司对每盏灯进行个别节制,让其孕育发生的照明图案在2年的专案期内将是环球无双。照明系统由飞利浦(Philips)子公司色彩动力(Color Kinetics)开拓,其设计耗电较传统(非LED型)办理规划削减85%。该专案由Philips Color Kinetics供给的专用LED是具有4,200K相关色温的eWFlexSLX产品。

上述这两个事故展现LED照明输出(以每瓦流明(lm/W)来衡量)领域技巧的进步,以及因LED灯泡安装寿命长,所带来的年度电能节省效果而带来的商业性。

LED灯泡具多重上风慢慢取代CFL/白炽灯泡

毫无疑问的,以前10几年来,LED技巧得到了长足进展,其亮度更高、效率也愈来愈好、应用光阴更长,同时资源亦赓续低落,这些都源自散热、封装和工艺的进步。与白炽灯泡不合的是,LED没有灯丝,不会烧坏,并且是发出较冷的光。

大年夜功率、高亮度(HB)LED输出光已经逾越关键里程碑100lm/W,有的制造商发布在实验室中已可制造大年夜于230lm/W的输出光。另一个优点是LED的应用寿命长,白色LED灯泡应用寿命至少是5万小时,然而,白炽灯的寿命大年夜约是1,000?2,000小时。

LED照明市场快速生长的主要缘故原由是LED照明耗电相对付传统照明大年夜幅度低落。与白炽灯照明比拟,LED照明不到20%的用电量就能够供给同样的亮度(以流明表示)。正如表1所示,LED照明有很多优点,然则也有一些毛病。LED照明的优点包括应用寿命比白炽灯远超过跨过几个层级,大年夜幅度低落换灯泡的资源。LED灯泡应用旧有的交流矽控整流器(Triode for Alternating Current,TRIAC)调光器便能够调光,这也是LED灯泡一个很大年夜的上风,分外是在取代型灯泡利用中。

高功率驱动IC把关电压/电流 LED照明系统靠得住度提升

不仅如斯,LED灯能够即时点亮,不像节能萤光灯(CFL)必要预热光阴,而LED灯对功率周期不敏感,这也与节能萤光灯不合。最紧张的是,LED照明装配不含任何有害材料,以是不须要处置惩罚或弃捐这些有害物质,而节能萤光灯则采纳有害的水银气体才能事情。着末,LED灯泡可以实现异常小的形状封装,而其他灯泡却做不到。

以上各种身分培育LED灯泡可用在多种商业利用的上风,例如工厂的顶棚照明、大年夜桥和大年夜楼的室外修建照明,以及运动场和其他大年夜型活动园地等照明利用。

选择适用驱动ICLED受侵害风险低落

LED是一个电气等效(ELectrical Equivalent)的二极体,严格说来,它就是由电流驱动的元件。若以相宜的电流驱动LED,即可得到必然的发光效率(lm/W)。若供电电流过小,LED灯泡就无法供给全光输出。对付单个LED灯泡而言,这看起来不是大年夜问题,然则假犹如时有很多LED灯泡串联起来,在没有平均的电流声援下,输出光将会有显着的变更。

当然,LED灯泡还须要降服固有的正向电压降,这与LED类型以及终端装配的设置设置设备摆设摆设有关。对付白光LED,其正向电压降大年夜约是3.5伏特(V),然则在高温时会大年夜一些。结果显示,LED正向电压降与输入电源有关。在不合的LED链设置设置设备摆设摆设下,例如,串联(LED正向电压降累积)、并联(LED电流累积),或者串联起来的多个并联链(LED正向电压和电流累积),LED正向电压必要多种转换架构,不过,这将会使整体电路加倍繁杂。

以上简单论述LED灯泡正常事情时必要什么前提,那么,假如呈现对其事情或者驱动积体电路(IC)电流事情有晦气影响的身分,结果会若何呢?

谜底是,会对LED灯输出亮度孕育发生晦气影响,以致导致严重的后果。这些事故包括过压(在开路LED事故时会呈现)以及过电流事故(在短路或者从新插拔LED链时会呈现)。当然,较差的散热心况也会对LED灯应用寿命孕育发生晦气影响,是以,优越的散热设计也异常关键。

这就显示了哪些身分会侵害LED,以致导致LED及其驱动电路掉效。在这些常识根基上,照明系统设计职员应谨慎考量LED灯泡设计技巧,分外是LED驱动电路的元件选择标准等,从而保护LED不受侵害。以下胪陈各大年夜关键身分。

为LED供给稳定电流

LED驱动IC异常关键,由于该元件要面对各类各样的输入电源,跟着利用领域的不合,LED驱动IC设计也各不相同,以把输入电源转化成所必要的电压和电流,实现最佳的LED机能。过压或过流都邑对LED应用寿命或光输出造成晦气影响,是以,电压和电流越稳定,系统就越靠得住。以是,±5%范围内的稳压和稳流有利于延长LED应用寿命,削减应用故障。

LED驱动电路须应对非常瞬变电压

为保护LED不受过压的影响,首先须要求LED驱动IC能够处置惩罚比正常事情时更大年夜的瞬变电压。汽车利用情况是一个很好的实例,其负载突降时会达到42伏特,以致更高。

保护LED不受过热影响

LED照明装配一样平常较小,没有空间设置散热片,以致没有风扇进行空气对飘泊热,是以,须要经由过程传导来处置惩罚大年夜部分散热需求。业界在设计构思阶段就须要斟酌优越的散热功能,在此,应用转换效率异常高的LED驱动IC也会有很大年夜的赞助。驱动IC转换效率愈高,转换的能量丧掉就愈小,孕育发生的热量也就愈少,是以,效率90%以上的LED驱动IC将有助于实现优越的散热设计。

有助于散热的另一个措施,是在LED中采纳晶片内温度感测器,假如由系统节制器来监视此温度讯号,那么,节制器便可对系统总电流进行撙节,从而削减热量的孕育发生。当然,这样的价值是低落光输出,但这会比全部系统掉效好得多。故障状态消掉后,便可规复正常事情。

着末,LED所采纳的这些散热措施也可以扩展利用到LED驱动IC,在全部系统层级采纳这些措施也是个不错的主见。

以下以业界高功率LED驱动IC(图1)为例,其具有相称周详的降压升压LED节制器,无论输入电压高于、低于照样即是输出电压,驱动IC都能实现固定输出电压。别的,与繁杂低效的单端低级电感转换器(Single-endedPrimaryInductorConverter,SEPIC)不合的是,此四路开关同步单电感架构不仅简化了转换器设计,而且还前进事情效率,从而低落热耗。

图1应用高转换效率LED驱动器的100瓦LED驱动电路,峰值效率高达98.5%

从图1的100瓦照明驱动IC道理图可以看出,在全部输入电压范围内,输出电压/电流达到33.3伏特/3安培(A)时的转换效率高达96%。

该LED驱动IC的关键特点包括高达60伏特的宽广输入和输出事情电压范围。为能够在灯链上实现最佳和平均的LED输出光,该颗驱动IC还在线路、负载和温度变更时,供给异常严格的±2%输出电压精度,以及±6%的LED电流精度和±6%输入电流精度。

为方便应用,LED驱动IC应用者可采纳脉冲宽度调变(PWM)或类比调光,而四路开关升降压架构不仅实现模式之间的无缝转换,而且,在所有的模式中带给LED的杂讯都异常低,包括VOUT靠近于VIN的纵贯模式,这是很难做到的,尤其在这模式时代会呈现负载瞬变事故。别的,为前进系统机能和靠得住性,更供给输入和输出电流调节功能。此元件将利用于周围温度变更较大年夜的情况中,是以,高阶LED驱动IC更供给-40℃?+150℃之间的事情接面温度范围。

LED效率与其商业价格上风相结合,使其供给逾越许多照明利用的特点。本文一开始时提出的两个例子,只是今朝天下大年夜量实际利用的一小部分,现在LED照明期间已经光降。

责任编辑;zl

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