高效LED驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用
就是個(gè)很好的例子,完成此項(xiàng)工作需要一組工作人員及一輛卡車對故障燈泡進(jìn)行更換。因此,在此類應(yīng)用中,使用LED可以大大降低成本。雖然LED和白熾燈泡的效率幾乎相同,但在路燈應(yīng)用中,有時(shí)會(huì)因?yàn)橐恍┰?,?a class="contentlabel" href="http://cafeforensic.com/news/listbylabel/label/LED">LED代替白熾燈泡,這樣不但可以提高可靠性,而且還能節(jié)省能源。
白熾燈泡可以發(fā)出各種各樣的光線,但是在具體的應(yīng)用中,通常只需要綠色、紅色以及黃色光線——例如交通信號燈。若要使用白熾燈泡,則需要一個(gè)濾波器,這會(huì)浪費(fèi)掉60%的光能,而LED則可以直接產(chǎn)生所需顏色的光線,并且在上電時(shí),LED幾乎是瞬間發(fā)光,而白熾燈則需要200ms的響應(yīng)時(shí)間。因此,在剎車燈設(shè)計(jì)中采用了LED。另外,LED將作為光源在DLP視頻應(yīng)用中使用,以替代機(jī)械匯編(mechanical assembly),其可進(jìn)行高頻率的切換。
LED的I-V特性
圖1顯示了典型InGaAlP LED(黃色和琥珀紅)的正向電壓特性。也可以把LED作為電壓源與電阻串聯(lián)建模,并查看模型與實(shí)際測量之間的良好關(guān)聯(lián)性。電壓源有一個(gè)負(fù)的溫度系數(shù),當(dāng)結(jié)溫上升時(shí),電壓源的正向電壓會(huì)發(fā)生負(fù)的變化。InGaAlP LED的系數(shù)在-3.0mV/K~-5.2mV/K之間,而InGaN LED(藍(lán)色、綠色和白色)的系數(shù)則在-3.6mV/K~-5.2mV/K之間。這就是為什么不能直接對LED進(jìn)行并聯(lián)的原因。產(chǎn)生熱量最多的器件需要更大的電流,更大的電流會(huì)產(chǎn)生更多的熱量,進(jìn)而引起散熱失控。
圖1 LED作為電阻與電壓源串聯(lián)建模
圖2顯示了作為工作電流函數(shù)的相對光輸出(光通量)。很明顯,光輸出與二極管電流是密切相關(guān)的,因此,可以通過改變正向電流進(jìn)行調(diào)光。并且,在電流較小時(shí),曲線幾乎是一條直線,但是在電流增大時(shí),其斜率變小了。這就是說,在電流較低的時(shí)候,若將二極管電流增大一倍,則光輸出也會(huì)增加一倍;但是電流較高的時(shí)候,情況就不是這樣了:電流上升100%僅能使光輸出量增加80%。這一點(diǎn)很重要,因?yàn)長ED是由開關(guān)電源驅(qū)動(dòng)的,這會(huì)導(dǎo)致在LED中產(chǎn)生相當(dāng)大的紋波電流。實(shí)際上,電源的成本在某種程度上是由所允許的電流大小決定的,紋波電流越大,電源成本就越低,但光輸出會(huì)因此受到影響。
圖2 電流超過1A以上,LED效率就會(huì)降低
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