大功率LED驅(qū)動電源的設(shè)計要素( 一)
2.1.1、電路構(gòu)成與工作原理
如圖(三)所示,這類電源的共同特點是由工頻變壓器,整流濾波電路、恒壓電路組成;
該類型電路工頻變壓器原、副線圈完全隔離,通過調(diào)整原副線圈的變比,就可以在副邊得到需要的交流電壓,該工頻變壓器起到了隔離、降壓的作用。通過后繼的整流和穩(wěn)壓電路,就可以得到預(yù)期的直流電壓。
2.1.2、優(yōu)點:電路簡單、成本很低
2.1.3、缺點:損耗大,效率低,體積大,溫升高,亮度不穩(wěn)定
該類電路的工頻變壓器起到降壓的同時,自身的損耗也會隨負載的增大而明顯增加,導(dǎo)致嚴重的溫升現(xiàn)象;同時能量轉(zhuǎn)換的效率也會變低;另外由于該變壓器的物理結(jié)構(gòu),限制了該電源體積的變小化。
該類電路在驅(qū)動大功率白光LED時,必須串聯(lián)了一RES來限制和穩(wěn)定流經(jīng)大功率白光LED的電流,否則一旦工作電流過大,超過了大功率白光LED的最大工作電流,則會導(dǎo)致大功率白光LED的永久性損壞,然而增加限流電阻的方法,不但增加了能量的過多損耗,而且不能解決工頻電壓的波動而導(dǎo)致的發(fā)光亮度不穩(wěn)定的問題;
該類電路的工頻變壓器的線圈變比決定了大功率白光LED的串聯(lián)數(shù)量,一旦選定了工頻率變壓器,則就難以增加大功率白光LED的串聯(lián)數(shù)量。為了滿足不同的發(fā)光亮度需求,只能以并聯(lián)的方式來增加大功率白光LED的數(shù)量,但是因為大功率白光LED的屬性(導(dǎo)通電壓、溫度)不同,很難實現(xiàn)流經(jīng)每個并聯(lián)LED分支有相同的電流,從而會出現(xiàn)各并聯(lián)的分支LED的發(fā)光亮度不一致的現(xiàn)象。
該類電路的電能轉(zhuǎn)換效率低,不能實現(xiàn)節(jié)能的目的;工頻電壓的波動和電路的溫升導(dǎo)致的大功率白光LED的發(fā)光亮度不穩(wěn)定,使得該電路不適用于路燈照明領(lǐng)域。
2.2、高頻變壓器開關(guān)穩(wěn)壓源
2.2.1、電路構(gòu)成與工作原理
如圖(四)所示,這類電源的共同特點是具有高頻變壓器,直流電壓是從變壓器次級繞組的高頻脈沖電壓整流濾波而來。變壓器原副線圈是隔離的,而輸入電壓是直接從交流市電整流得到的高壓直流。
2.2.2、優(yōu)點:功耗小,效率高,體積小,重量輕,穩(wěn)壓范圍寬
2.2.3、缺點:控制電路比較復(fù)雜,對元器件要求高,亮度不穩(wěn)定
該類電路使用了大功率開關(guān)晶體管、快速恢復(fù)二極管以及高頻變壓器,開關(guān)轉(zhuǎn)換速度很快,這使得大功率開關(guān)晶體管的功耗很小,電源的效率可以大幅度地提高;由于沒有采用笨重的工頻變壓器,大功率開關(guān)晶體管的功耗又很小,省去了較大的散熱片,所以電源的體積小,重量輕;關(guān)鍵在于該類電路的輸出電壓是由激勵信號的占空比來調(diào)節(jié)的,工頻輸入信號電壓的變化可以通過脈沖調(diào)制來進行補償,在出現(xiàn)電網(wǎng)電壓變化較大時,仍能保證有較穩(wěn)定的輸出電壓。
該類電路在驅(qū)動大功率白光LED的原理上和工頻變壓器線性穩(wěn)壓源一樣,采用的是恒壓限流的方法,沒有符合大功率白光LED的非線性V-I曲線特性,所以在性能方面,仍存在串并連發(fā)光亮度不穩(wěn)定和發(fā)光亮度不一致的問題;
該類電路較之工頻變壓器線性穩(wěn)壓源,在效率、體積、穩(wěn)壓范圍方面有顯著的改善,所以在其他一些照明場合使用比較多,但該類電路仍不適合于路燈照明領(lǐng)域。
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