本文主要是關(guān)于led恒流驅(qū)動電源的相關(guān)介紹,并著重對led恒流驅(qū)動電源接線圖及其接法進行了詳盡的闡述。
led恒流驅(qū)動電源
led恒流驅(qū)動電源是把電源供應(yīng)轉(zhuǎn)換為特定的電壓電流以驅(qū)動LED發(fā)光的電壓轉(zhuǎn)換器,引通常情況下:LED驅(qū)動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅(qū)動電源的輸出則大多數(shù)為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。
用恒流的原因
1)LED是一個非線性器件,正向電壓的微小變化會引起正向電流的很大變化!
例如:3.3V時為20mA的LED,用三節(jié)干電池供電,新電池電壓可達4.5V,電流超過100mA,大了5倍,很容易燒毀。
2)1W大功率LED,如果正向電壓變化10%(從3.4V降低到3.1V),會引起正向電流從350mA降低到100mA,變化3.5倍。
3)LED的光輸出正比于正向電流
如圖一:如果正向電流從350mA降低到100mA,其光輸出就會減少70%之多。
4)LED是一個半導(dǎo)體二極管,它的伏安特性隨溫度而變化(-2mV/oC)
如圖二:假如用恒壓電源供電:溫度增加至85度,正向電流從20mA增加至35-37mA,而亮度不增加溫度降低至-40度時,正向電流從20mA降低至8-10mA,亮度降低所以不能用恒壓源供電,而必須用恒流源供電。
電源類別
1.直流入-直流出(DC/DC)
1.1按照輸入輸出電壓關(guān)系又可分為以下幾種:
a.升壓型恒流驅(qū)動
b.降壓型恒流驅(qū)動
c.升降壓型恒流驅(qū)動
d.單電感式
e.雙電感式
2.1AC/DC恒流源的分類
a.非隔離型(在特定情況下符合安規(guī)要求)
b.隔離型(符合安規(guī)要求)
特點
根據(jù)電網(wǎng)的用電規(guī)則和led恒流驅(qū)動電源的特性要求,在選擇和設(shè)計時要考慮到以下幾點:
1.高可靠性 特別像LED路燈的驅(qū)動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
2.高效率 LED是節(jié)能產(chǎn)品,驅(qū)動電源的效率要高。對于電源安在燈具內(nèi)的結(jié)構(gòu),尤為重要。因為LED的發(fā)光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內(nèi)發(fā)熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素 功率因素是電網(wǎng)對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強制性指標(biāo)。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網(wǎng)的影響不大,但晚上大家點燈,同類負載太集中,會對電網(wǎng)產(chǎn)生較嚴(yán)重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅(qū)動電源,據(jù)說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標(biāo)要求。
4.驅(qū)動方式 現(xiàn)在通行的有兩種:其一是一個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電,LED串聯(lián)或并聯(lián)運行。它的優(yōu)點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內(nèi)并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護 LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網(wǎng)負載的啟甩和雷擊的感應(yīng),從電網(wǎng)系統(tǒng)會侵入各種浪涌,有些浪涌會導(dǎo)致LED的損壞。因此LED驅(qū)動電源要有抑制浪涌的侵入,保護LED不被損壞的能力。
6.保護功能 電源除了常規(guī)的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。
7.防護方面 燈具外安裝型,電源結(jié)構(gòu)要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅(qū)動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規(guī)和電磁兼容的要求。
隨著LED的應(yīng)用日益廣泛,LED驅(qū)動電源的性能將越來越適合LED的要求。
分類
按驅(qū)動方式可分為兩大類:
(1)恒流式:
a、恒流驅(qū)動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內(nèi)變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
b、 恒流電路不怕負載短路,但嚴(yán)禁負載完全開路。
c、 恒流驅(qū)動電路驅(qū)動LED是較為理想的,但相對而言價格較高。
d、
應(yīng)注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數(shù)量;
(2)穩(wěn)壓式:
a、當(dāng)穩(wěn)壓電路中的各項參數(shù)確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
b、穩(wěn)壓電路不怕負載開路,但嚴(yán)禁負載完全短路。
c、以穩(wěn)壓驅(qū)動電路驅(qū)動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
d、 亮度會受整流而來的電壓變化影響。
按電路結(jié)構(gòu)方式分類
(1)電阻、電容降壓方式:通過電容降壓,在閃動使用時,由于充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片。易受電網(wǎng)電壓波動的影響,電源效率低、可靠性低。
(2)電阻降壓方式:通過電阻降壓,受電網(wǎng)電壓變化的干擾較大,不容易做成穩(wěn)壓電源,降壓電阻要消耗很大部分的能量,所以這種供電方式電源效率很低,而且系統(tǒng)的可靠也較低。
(3)常規(guī)變壓器降壓方式:電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高。
(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓范圍也不寬,一般180~240V,波紋干擾大。
(5)RCC降壓方式開關(guān)電源:穩(wěn)壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可以做到70%~80%,應(yīng)用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續(xù),開關(guān)頻率不容易控制,負載電壓波紋系數(shù)也比較大,異常負載適應(yīng)性差。
(6)PWM控制方式開關(guān)電源:主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩(wěn)壓控制部分、開關(guān)能量轉(zhuǎn)換部分。PWM開關(guān)穩(wěn)壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內(nèi)部參數(shù)及外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準(zhǔn)信號的差值進行閉環(huán)反饋,調(diào)節(jié)主電路開關(guān)器件導(dǎo)通的脈沖寬度,使得開關(guān)電源的輸出電壓或電流穩(wěn)定(即相應(yīng)穩(wěn)壓電源或恒流電源)。電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩(wěn)定。一般這種電路都有完善的保護措施,屬高可靠性電源。
led恒流驅(qū)動電源接線圖
LED電源有很多種類,各類電源的質(zhì)量、價格差異非常大,這也是影響產(chǎn)品質(zhì)量及價格的重要因素之一。LED驅(qū)動電源通常可以分為三大類,一是開關(guān)恒流源,二是線性IC電源,三是阻容降壓電源。
1、開關(guān)恒流源
采用變壓器將高壓變?yōu)榈蛪海⑦M行整流濾波,以便輸出穩(wěn)定的低壓直流電。開關(guān)恒流源又分隔離式電源和非隔離式電源,隔離是指輸出高低電壓隔離,安全性非常高,所以對外殼絕緣性要求不高。非隔離安全性稍差,但成本也相對低,傳統(tǒng)節(jié)能燈就是采用非隔離電源,采用絕緣塑料外殼防護。開關(guān)電源的安全性相對較高(一般是輸出低壓),性能穩(wěn)定,缺點是電路復(fù)雜、價格較高。開關(guān)電源技術(shù)成熟,性能穩(wěn)定,是目前LED照明的主流電源。
2、線性IC電源
采用一個IC或多個IC來分配電壓,電子元器件種類少,功率因數(shù)、電源效率非常高,不需要電解電容,壽命長,成本低。缺點是輸出高壓非隔離,有頻閃,要求外殼做好防觸電隔離保護。市面上宣稱無(去)電解電容,超長壽命的,均是采用線性IC電源。IC驅(qū)電源具有高可靠性,高效率低成本優(yōu)勢,是未來理想的LED驅(qū)動電源。
3、阻容降壓電源
采用一個電容通過其充放電來提供驅(qū)動電流,電路簡單,成本低,但性能差,穩(wěn)定性差,在電網(wǎng)電壓波動時及容易燒壞LED,同時輸出高壓非隔離,要求絕緣防護外殼。功率因數(shù)低,壽命短,一般只適于經(jīng)濟型小功率產(chǎn)品(5W以內(nèi))。功率高的產(chǎn)品,輸出電流大,電容不能提供大電流,否則容易燒壞,另外國家對高功率燈具的功率因數(shù)有要求,即7W以上的功率因數(shù)要求大于0.7,但是阻容降壓電源遠遠達不到(一般在0.2-0.3之間),所以高功率產(chǎn)品不宜采用阻容降壓電源。市場上,要求不高的低端型的產(chǎn)品,幾乎全部是采用阻容降壓電源,另外,一些高功率的便宜的低端產(chǎn)品,也是采用阻容降壓電源。
led恒流驅(qū)動電源接法
LED燈具中,連接方法有很多種。其中LED鋁基板,LED驅(qū)動電源的線路串并原理很多,需要將多個LED進行排列組合在一起,可靠的LED連接方法對提高LED燈工作效率及壽命有很大作用。
目前LED燈的連接方法有:整體串聯(lián)形式,帶并聯(lián)齊納二極管串聯(lián)形式,整體并聯(lián)形式,獨立匹配并聯(lián)形式,混聯(lián)形式,先串后并,先并后串,交叉排列等等。
LED燈的應(yīng)用取決于應(yīng)用要求,LED參數(shù)和數(shù)量,輸入電壓,效率,散熱管理,尺寸和布局限制及光學(xué)等以滿足較大范圍,較高亮度,動態(tài)顯示,色彩變幻等。
1 燈具電性能 LED照明燈在標(biāo)稱的額定電源電壓及額定頻率下工作時,其實際消耗的功率與額定功率之差不應(yīng)大于10%,功率因素不應(yīng)小于0.92。 2 防護等級 LED路燈防護等級A級品不應(yīng)低于IP67;B級品不應(yīng)低于IP66;C級品不應(yīng)IP65。 3 平均壽命 LED路燈的額定平均壽命不應(yīng)低于30000h。
L:接220v交流火線
N:接220v交流零線
FG:接大地
G:直流輸出的地
+5v:輸出+5V點的端口
ADJ:是在一定范圍內(nèi)調(diào)輸出電壓的,開關(guān)電源上輸出的額定電壓本來出廠時是固定的,也就是標(biāo)稱額定輸出電壓。設(shè)置此電位器可以讓用戶根據(jù)實際使用情況在一個較小的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)輸出電壓。一般情況下是不需要調(diào)整它的
結(jié)語
關(guān)于led恒流驅(qū)動電源的相關(guān)介紹就到這了,如有不足之處歡迎指正。
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