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(gè)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(gè)方面:
(1)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,。
(3)目前LED驅(qū)動的方式主要有兩種,,一是恒壓電源供給多個(gè)恒流電源,,每個(gè)恒流電源會單獨(dú)給各個(gè)電路的LED供電,這種方式極其的靈活,,如一個(gè)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,。
(5)燈具在戶外安裝時(shí),,電源的結(jié)構(gòu)應(yīng)該防潮,、防水,外殼也應(yīng)該耐磨,。
?。?)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,。
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(shí),,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(shí)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):
(1)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l(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,。
(3)通過較大的調(diào)光比例高效地對LED進(jìn)行調(diào)光,,同時(shí)還可以確保在低亮度及高亮度時(shí)顏色特征的恒定,。
(4)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,。
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(gè)LED釋放的光通量不大,因此通常是若干LED連接使用,。多個(gè)LED基本的連接方法有串聯(lián),、并聯(lián)及串并混合這三種。
?。?)串聯(lián)
LED串聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)是流入支路各個(gè)LED的電流相同,,所以各個(gè)LED發(fā)光的亮度也相同。如支路上任意一個(gè)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(gè)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(shí),,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,。
(2)并聯(lián)
并聯(lián)支路上,,每個(gè)LED工作電壓相同,,為了使得各個(gè)LED工作電流相同,要求各個(gè)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。
?。?)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,?;旌线B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,。 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,。