LED照明通用設(shè)計方案
白熾燈表現(xiàn)為具備自穩(wěn)定特性的純電阻負(fù)載,LED則需要一個電流源。LED產(chǎn)生的光通量近似正比于流經(jīng)該器件的電流。LED的正向電壓隨電流增加而增加,但隨溫度的上升而減少。在這方面,LED表現(xiàn)得象二極管。
LED照明燈具在電子系統(tǒng)中使用已經(jīng)有很多年了,主要用作電子設(shè)備的指示燈。最近在亮度和色彩深度方面取得的重大進(jìn)步,意味著LED現(xiàn)在可以用于更廣泛的應(yīng)用,從手機和多媒體播放機中的趣味照明,一直到取代商業(yè)和家庭照明應(yīng)用中的傳統(tǒng)光源。
推動LED照明市場發(fā)展的關(guān)鍵推動力是高亮度LED和智能LED控制器的出現(xiàn)。采用高亮度LED的產(chǎn)品設(shè)計師面臨著許多設(shè)計挑戰(zhàn),包括散熱管理、驅(qū)動方案、拓?fù)浼軜?gòu)和已有的基礎(chǔ)設(shè)施。
要替代現(xiàn)有的可調(diào)光白熾燈或鹵素?zé)艄庠矗仨殞崿F(xiàn)這樣的一個電子燈驅(qū)動系統(tǒng),它不僅可以與現(xiàn)有的調(diào)光開關(guān)一起工作,而且可復(fù)制現(xiàn)有光源的調(diào)光性能。此外,它還是一種高效的電源轉(zhuǎn)換器。這是業(yè)內(nèi)第一款集成這些能力的IC,它使得高亮度LED燈/模塊設(shè)計師能夠以一種省成本和體積的方式集成電子電路,并從最佳熱權(quán)衡中獲益。
LED特性
LED需要一個與白熾燈或鹵素?zé)敉耆煌愋偷尿?qū)動器。白熾燈表現(xiàn)為具備自穩(wěn)定特性的純電阻負(fù)載,LED則需要一個電流源。LED產(chǎn)生的光通量近似正比于流經(jīng)該器件的電流。LED的正向電壓隨電流增加而增加,但隨溫度的上升而減少。在這方面,LED表現(xiàn)得象二極管。不過,在工作期間LED的正向電壓(VF)是很大的。該電壓與電子轉(zhuǎn)化為光子時產(chǎn)生的能量(eV)相關(guān),該能量又直接相關(guān)于光的顏色。此外,不同生產(chǎn)批次之間的VF值可以相差很大。
串行/并行配置
在大多數(shù)用LED替代現(xiàn)有光源的應(yīng)用中,需要連接多個LED到驅(qū)動器上,因為單一的LED不能產(chǎn)生足夠的光通量。LED可以采用串行或并行連接。
如果LED采用串行連接,LED鏈上的總電壓等于正向電壓的總和(所有LED上的電流相等)。
如果LED并行連接,電流將分配到各支路中。不過,由于一個LED的正向電壓會隨著溫度上升而下降,因此這一配置本質(zhì)上是不穩(wěn)定的。隨著溫度的升高,越來越多的電流將流到具有更低正向電壓的支路上去,這些支路將變得更亮,而那些具有更高正向電壓的支路將變得更暗。
不過,采用并聯(lián)配置(或串并聯(lián)組合)的一個原因是,它允許大量的LED以一個安全的電源電壓結(jié)合在一起,而如果要采用串行連接來達(dá)到相同的亮度,你可能需要一個高得令人無法接受的電壓。
并行配置還提供了冗余優(yōu)勢。如果一個串行連接的LED鏈上一個LED或連接出現(xiàn)問題,那么將導(dǎo)致斷路,整條鏈上的所有LED都將不發(fā)光。但如采用并聯(lián)配置的話,這情況將不可能發(fā)生。采用并聯(lián)配置時,建議每條支路都增加電流調(diào)節(jié)機制,以防止熱失控和電流或光的不相等?偠灾(dāng)輸出和輸入電壓差最小時,電源轉(zhuǎn)換器的效率最高。當(dāng)采用市電輸入的LED驅(qū)動器時,允許產(chǎn)生更高的輸出電壓,從而允許串行連接更多的LED。
市電調(diào)光
標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)和家用調(diào)光器設(shè)計用于白熾燈。一些較先進(jìn)的型號可與連接到鹵素?zé)舻淖儔浩饕黄鹗褂。目前專門針對LED負(fù)載的市電調(diào)光器仍然很罕見。
購買和安裝一個新的專用調(diào)光器的成本可以很容易就超過光源本身。因此一個可與現(xiàn)有調(diào)光基礎(chǔ)設(shè)施一起工作的LED照明系統(tǒng),將打開這個具有龐大潛力和空間市場的大門。
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