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LED驅(qū)動(dòng)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如何選擇?

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  LED 的高可靠性(運(yùn)用 壽數(shù)超越 50,000 個(gè)小時(shí))、較高的功率(>120 流明/瓦)以及近乎瞬時(shí)的呼應(yīng)才能使其變成極具吸引力的光源。與白熾燈泡 200mS 的呼應(yīng)時(shí)刻比較,LED 會(huì)在短短 5nS 呼應(yīng)時(shí)刻內(nèi)發(fā)光。因而,當(dāng)前它們已在汽車行業(yè)的剎車燈中得到廣泛選用。

  驅(qū)動(dòng) LED

  驅(qū)動(dòng) LED 并非沒(méi)有應(yīng)戰(zhàn)。可調(diào)的亮度需要用穩(wěn)定電流來(lái)驅(qū)動(dòng) LED,并且不管輸入電壓如何都必須要堅(jiān)持該電流的穩(wěn)定。這與只是將白熾燈泡連接到電池來(lái)為其供電比較更具有應(yīng)戰(zhàn)性。

  LED 具有類似于二極管的正向 V-I 特性。在低于 LED 敞開(kāi)閾值(白光 LED 的敞開(kāi)電壓閾值大約為 3.5V)時(shí),通經(jīng)該 LED 的電流非 常小。在高于該閾值時(shí),電流會(huì)以正向電壓方式成指數(shù)倍遞加。這就答應(yīng)將 LED 定型為帶有一個(gè)串聯(lián)電阻的電壓源,其間帶有一則 警示闡明:本模型僅在單一的作業(yè) DC 電流下才有效。假如 LED 中的 DC 電流發(fā)作改動(dòng),那么該模型的電阻也應(yīng)隨即改動(dòng),以反映新的作業(yè)電流。在大的正向電流下,LED 中的功率耗散會(huì)使設(shè)備發(fā)熱,此舉將改動(dòng)正向壓降和動(dòng)態(tài)阻抗。在斷定 LED 阻抗時(shí)充分考慮散熱環(huán)境是十分重要的。

  當(dāng)經(jīng)過(guò)降壓穩(wěn)壓器驅(qū)動(dòng) LED 時(shí),LED 常常會(huì)依據(jù)所選的輸出濾波器擺放來(lái)傳導(dǎo)電感的 AC 紋波電流和 DC 電流。這不只會(huì)進(jìn)步 LED 中電流的 RMS 振幅,并且還會(huì)增大其功耗。這樣就可進(jìn)步結(jié)溫并對(duì) LED 的運(yùn)用壽數(shù)發(fā)生重要影響。假如咱們?cè)O(shè)定一個(gè) 70%的光輸出限制作為 LED 的運(yùn)用壽數(shù),那么 LED 的壽數(shù)就會(huì)從 74 攝氏度度下的 15,000 小時(shí)延長(zhǎng)到 63 攝氏度度下的 40,000 小時(shí)。LED 的功率損耗由 LED 電阻乘以 RMS 電流的平方再加上均勻電流乘以正向壓降來(lái)斷定。因?yàn)榻Y(jié)溫可經(jīng)過(guò)均勻功耗來(lái)斷定,因而即使是 較大的紋波電流對(duì)功耗發(fā)生的影響也不大。例如,在降壓變換器中,等于 DC 輸出電流 (Ipk-pk = Iout) 的峰至峰紋波電流會(huì)添加不超越 10% 的總功率損耗。假如遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越上面的損耗水平,那么就需要下降來(lái)自電源的 AC 紋波電流以便使結(jié)溫文作業(yè)壽數(shù)堅(jiān)持不變。 一條十分有用的經(jīng)歷法則是結(jié)溫每下降 10 攝氏度,半導(dǎo)體壽數(shù)就會(huì)進(jìn)步兩倍。實(shí)際上,因?yàn)殡姼衅鞯囊种谱饔?,因而大多?shù)設(shè)計(jì)就 趨向于更低的紋波電流。此外,LED 中的峰值電流不該超越廠商所規(guī)則的最大安全作業(yè)電流額定值。

  LED驅(qū)動(dòng)電源的拓?fù)洳季痔暨x剖析

  選用AC-DC電源的LED照明使用中,電源變換的構(gòu)建模塊包括二極管、開(kāi)關(guān)(FET)、電感及電容及電阻等分立元件用于履行各自功用,而脈寬調(diào)制(PWM)穩(wěn)壓器用于控制電源變換。電路中一般加入了變壓器的阻隔型AC-DC電源變換包括反激、正激及半橋等拓?fù)洳季?,參?jiàn)圖3,其間反激拓?fù)洳季质枪β市∮?0 W的中低功率使用的標(biāo)準(zhǔn)挑選,而半橋布局則最適合于供給更高能效/功率密度。就阻隔布局中的變壓器而言,其尺度的巨細(xì)與開(kāi)關(guān)頻率有關(guān),且多數(shù)阻隔型LED驅(qū)動(dòng)器基本上選用“電子”變壓器。

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