LED隧道灯驱动电路设计 论文
- 格式:doc
- 大小:295.00 KB
- 文档页数:22
产能经济327LED隧道灯技术设计研究李治远 丹东东方新星照明有限公司摘要:随着国内交通的不断发展,隧道的应用也随之增加,而公路隧道照明则成为必不可少的部分。
其中LED 隧道灯就是为了满足我国交通建设的发展和公路隧道建设不断扩大绿色照明的需求下,通过充分比较国内外同类产品优缺点及性能价格比的基础上自主开发研制的新一代即高光效、长寿命、易配光、设计灵活、智能调光设计于一体的LED 隧道灯,产品采用照明亮度智能开关控制系统、分路保护技术、灯壳与散热部分一体化的设计、高导热系数的环保铝合金作为散热主体,其光能利用率高、不易损坏、耐震性强、防水防尘等特点,是专门针对隧道照明需求而设计的灯具,可在隧道、车间、路基、路轨等高频震动和潮湿、高温环境中长期稳定工作。
关键词:隧道照明;节能;高效中图分类号: TP277 文献识别码:A 文章编号:1001-828X(2018)034-0327-01一、引言我国现有公路隧道已过4000多座,设置照明的公路隧道超过95%,而公路隧道照明费用是公路隧道运营管理中一笔沉重的负担。
节能照明就体现出了诸多的优势。
二、技术方案考虑隧道灯每天24小时不停工作的特殊原因,进而在能源方面有很大的浪费,而LED 照明亮度控制系统,实现自身调光控制,无需多付出照明能耗,通过计算可得,其平均白天照明能耗比高压钠灯的隧道照明和恒定亮度的LED 隧道灯照明要低的多,约为高压钠灯的33%,普通LED 隧道灯的16.5%,实现了真正意义上的节能。
为防止电流超过一定的时间和幅度后对LED 造成的损坏,采用自恢复保险管,经过加工后,导电粒子在聚合物中构成链状导电通路,在正常工作状态自恢复保险管的发热很小,在异常工作状态它的发热很高阻值就很大,限制了通过它的电流。
灯具是分成很多串接支路,利用分路在每个支路前面加一支PTC 元件分别进行保护,精确性高且保护的可靠性好,从而起到了保护灯具的作用。
三、整体设计研究整体设计:1.散热设计LED 的散热现在越来越为人们所重视,这是因为LED 的光衰或其寿命直接和其结温有关,散热不好结温就高,寿命就短,依照阿雷纽斯法则温度每降低10℃,寿命会延长2倍。
太原理工大学毕业设计(论文)设计说明书设计(论文)题目:隧道LED诱导标志控制器学生:李鑫专业:自动化班级: 0703班指导教师:**设计日期:2011年6月8日太原理工大学毕业设计(论文)任务书摘要本文以隧道LED诱导标志控制器为设计对象,系统地研究了AVR单片机ATmega16在公路隧道交通诱导中的实际应用。
本次设计的系统采用高亮LED为发光元件,每个诱导标志一个发光面上有6颗LED灯。
发光LED用白色、黄色组合,可频闪发光,闪烁频率可调,功耗低,最大亮度是电流每组LED为20mA。
LED诱导发光标志采用采用低电压(24V)直流供电方式,控制器输入交流220V市电,输出24V直流电。
系统中把ATmega16单片机作为控制器运用到控制电路中,由控制器输出数字信号,采用脉冲宽度调制(PWM)技术对LED灯的亮度、闪烁频率进行统一控制,实现了安全、低能耗。
检测电路中,选用光强检测芯片对外界光强进行检测,然后把信号送到单片机,单片机根据外界光强对Led灯的亮度进行调节。
设计还完成了接口电路设计和电源模块的选型及设计。
诱导控制系统可以实现本地拨码开关直接控制、远程PLC控制、远程RS —485三种方式控制。
另外,还可以检测断路、短路。
关键词:ATmega16单片机LED诱导灯脉冲宽度调制AbstractThis induced signs Controller LED tunnel design object, the system studied ATmega16 AVR microcontroller induced traffic in highway tunnels in the practical application. The design of the system uses a bright LED to light emitting devices, each induced marked a light-emitting surface of a six LED lights. Light-emitting LED with white, yellow combinations, strobe light, flash frequency is adjustable, low power consumption, maximum brightness of each LED is a current as 20mA. LED illuminated signs induced by a low voltage (24V) DC power supply, controller input AC 220V, output 24V DC. ATmega16 microcontroller system to use as a controller to the control circuit, the output digital signal from the controller using pulse width modulation (PWM) technology to brightness LED lights, blinking frequency of centralized control, to achieve a safe, low power consumption. Detection circuit, the selection of light intensity detection chip for detection of light intensity on the outside, and then signal to the microcontroller, the microcontroller according to outside light intensity on the Led lights adjust the brightness. Interface circuit design also completed the design and selection and design of power modules. Induction control system can directly control the local DIP switch, remote PLC control, remote RS-485 control in three ways. In addition, it can detect open circuit, short circuit.Key words: ATmega16 microcontroller LED lights Pulse Width Modulation目录前言 .......................................................................................................... 错误!未定义书签。
本科毕业论文(设计)题目LED的驱动电路研究设计院(系)电子工程与电气自动化学院专业电子科学与技术学生姓名刘世旺学号09026013指导教师鲁业频职称教授论文字数完成日期:2013年5月20日巢湖学院2013届本科毕业论文(设计)巢湖学院本科毕业论文(设计)诚信承诺书本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文(设计),是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
本人签名:日期:巢湖学院本科毕业论文 (设计)使用授权说明本人完全了解巢湖学院有关收集、保留和使用毕业论文(设计)的规定,即:本科生在校期间进行毕业论文(设计)工作的知识产权单位属巢湖学院。
学校根据需要,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许毕业论文(设计)被查阅和借阅;学校可以将毕业论文(设计)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编毕业,并且本人电子文档和纸质论文的内容相一致。
保密的毕业论文(设计)在解密后遵守此规定。
本人签名:日期:导师签名:日期:1LED的驱动电路研究设计摘要由于LED(发光二极管)具有体积小、成本低、寿命长等优点,所以其逐渐广泛应用于社会各个领域。
LED的应用离不开它所需要的驱动控制电路,通过驱动电路来获得良好而平稳的电流,满足各种场合的应用需求。
LED不能像普通白炽灯一样直接用电压源供电,否则电压波动稍增,电流就会增大到将LED烧毁的程度。
本文从LED的发展及其应用领域出发,介绍了LED的特点和特性参数。
又对LED的典型驱动电路、集成驱动电路进行了研究。
从LED的驱动电路入手,设计了一款LED循环灯,并基于芯片LM358设计了一款声控旋律灯实用驱动电路,在理论上和实验中进行了分析研究,阐述了其原理,从实验的角度论证了的可行性和必要性。
目录摘要 (4)Abstract (5)1引言 (6)2概述 (6)2.1 LED的发明 (6)2.2 LED工作原理 (7)、LED发光机理 (7)、LED发光效率 (7)、LED电气特性 (7)、LED光学特性 (7)、LED热学特性 (8)、LED寿命 (8)3 LED照明应用的国内外现状 (8)国内外发展现状: (8)全球LED产业现状与发展趋势 (9)国内外LED产业发展现状与态势呈现出的特点 (10)4 LED的驱动方式简介及特点 (12)4.1 阻容降压式原理及电路 (12)4.1.1 电路原理 (12)4.1.2 设计原则 (13)设计举例 (13)4.2 开关式 (13)、开关式稳压电源的基本工作原理 (13)、开关式稳压电源的原理电路 (14)开关电源的种类 (15)4.3 PFC电路原理 (19)4.3.1 PFC的定义 (19)4.3.2 PFC 的分类 (20)4.3.3 PFC主电路原理图 (20)5 高效率恒流PWM开关电源 (21)5.1 UC3842的主要性能特点 (21)5.2 UC3842工作原理 (22)5.3 PWM (22)5.3.1 DC/DC转换器 (23)5.3.2 电流型PWM (23)5.4.1 启动电路 (25)5.4.3 反馈电路 (26)5.4.4 整流滤波电路 (27)5.4.5 并联整流二极管减小尖峰电压 (27)6 总结 (28)主要参考文献 (29)致谢 (31)摘要本文概述了LED的发明、工作原理、LED照明应用的国内外现状,对LED的三种驱动方式:阻容降压式驱动、恒压、恒流式开关驱动进行了较详细的讨论,并且用UC3842设计了一款LED高效率恒流PWM开关电源, UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,共有8 个引脚,UC3842是开关电源用电流控制方式的脉宽调制集成电路。
该集成电路主要特点有内含欠电压锁定电路,低起动电流,稳定的内部基准电压源,大电流推挽输出,工作频率可到500kHz。
LED驱动电路设计毕业论文目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)1 绪论 (6)1.1 课题的背景及意义 (6)1.1.1开关电源及其发展趋势 (6)1.1.2国开关电源的发展概况 (7)1.2 题目研究方法与价值 (8)1.2.1.研究方法 (8)1.2.2研究价值 (9)2 开关电源电路选择 (10)2.1 开关电源的基本电路结构 (10)2.2基于MC34063开关电源电路拓扑图 (10)2.2.1 MC34063的结构组成 (10)2.2.2 MC34063的部电路原理 (12)3 LED简介 (12)3.1 LED的基本特性 (12)3.2 LED的基本工作条件 (13)3.3 LED在应用中的配置形式及特点 (14)3.4 LED常见的连接方式 (14)3.4.1简单串联方式 (14)3.4.2 带并联齐纳二极管的串联形式 (15)3.4.3简单并联方式 (15)3.4.4独立匹配的并联形式 (16)3.4.5 先串后并的混联方式 (16)3.4.6 先并后串的混联方式 (17)3.4.7交叉阵列形式 (18)4 恒流开关电源设计 (18)4.1 驱动电源框图 (18)4.2 DC-DC变换器电路部分 (19)4.3 LED负载电路部分 (21)5电路仿真 (21)5.1 仿真原理图 (22)5.2 图表仿真测试 (22)6 PCB设计 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录A(电路原理图) (31)附录B(PCB图) (32)1 绪论1.1 课题的背景及意义1.1.1开关电源及其发展趋势开关稳压电源简称开关电源 (Switching Power Supply),因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。
它是利用现代电力电子技术,通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源,具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性,广泛应用在诸如计算机、彩色电视机、程控交换机、摄像机、VCD、电子游戏机等电子设备上。
隧道灯光照明设计技术研究隧道灯光照明设计技术研究隧道作为现代城市交通建设的重要组成部分,其灯光照明设计是保证交通安全和车辆通行的重要因素。
因此,本文将从隧道照明设计的需求、设计原则、灯具选型、照明计算、照明控制等方面展开研究,以期对隧道照明设计进行深入探讨。
一、隧道照明设计的需求隧道照明的主要需求是为车辆提供充足的照明,使驾驶员能够清晰地辨别道路标线和路面状况,从而提高车辆行驶的安全性。
此外,隧道照明还需要具有以下特点:1. 亮度均衡隧道内部的亮度应该均衡,不能出现明暗不均的情况,以免影响驾驶员的视觉。
2. 色温一致隧道内部的灯具色温应该一致,以免出现色差对驾驶员的视觉产生干扰。
3. 节能环保隧道照明需要考虑节能环保因素,采用高效节能的灯具和照明控制系统。
4. 维护方便隧道内的灯具需要经常维护,因此灯具的安装和维护应该方便快捷。
二、隧道照明设计的原则1. 均衡性原则隧道内部应该保持均衡的照明,以免影响驾驶员的视觉。
为了达到这个目的,应该采用适当的灯具间距和照明强度,使隧道内的亮度均衡。
2. 安全性原则隧道内的照明应该保证车辆行驶的安全,因此照明强度应该足够,以使驾驶员能够清晰地辨别道路标线和路面状况。
此外,应该采用防眩光的灯具,以免对驾驶员产生视觉干扰。
3. 节能性原则隧道照明应该采用高效节能的灯具和照明控制系统,以达到节能环保的目的。
此外,照明控制系统应该具有自动调光和自动开关等功能,以满足不同时间段的照明需求。
4. 维护性原则隧道内的灯具需要经常维护,因此灯具的安装和维护应该方便快捷,以减少维护成本。
三、隧道灯具选型隧道照明灯具的选型应该考虑以下因素:1. 光源类型隧道照明灯具的光源类型应该选择高效节能的LED灯,以达到节能环保的目的。
2. 光源颜色隧道照明灯具的光源颜色应该选择白光,以保证隧道内的亮度均衡。
3. 灯具形式隧道照明灯具的形式应该选择符合防眩光要求的设计,以保证驾驶员的视觉安全。
高速公路隧道LED灯照明应用研究1. 引言1.1 背景介绍高速公路隧道LED灯照明应用研究引言在高速公路隧道照明领域,LED灯的应用尚处于探索阶段。
如何充分发挥LED灯在隧道照明中的优势,提高照明效果和节能效益,是当前急需解决的问题。
开展高速公路隧道LED灯照明应用研究,探讨LED灯在隧道照明中的应用价值和技术挑战,具有重要的理论和实践意义。
【内容字数:215】1.2 问题提出高速公路隧道LED灯照明的问题主要包括以下几个方面:1. 亮度不足问题:传统的荧光灯和钨丝灯在长时间使用后会逐渐降低亮度,导致隧道照明效果下降,安全隐患增加。
而LED灯具有较长的寿命和稳定的亮度表现,但在高速公路隧道中如何保证LED灯的充分照明效果,成为一个值得研究的问题。
2. 能耗问题:高速公路隧道LED灯照明系统的能耗一直是人们关注的焦点。
如何通过技术手段降低LED灯的能耗,提高能效,减少能源开支,是当前需要解决的问题之一。
3. 光污染问题:LED灯相比传统灯具有更高的光效和光衰特性,但过强的光亮会产生光污染,影响驾驶员的视线,增加交通事故发生的风险。
如何在保证照明效果的同时减少光污染,是一个需要深入研究的问题。
以上是高速公路隧道LED灯照明面临的问题,通过对这些问题的深入研究与探讨,可以为提升隧道照明质量和安全性提供更有效的解决方案。
1.3 研究意义高速公路隧道LED灯照明应用研究的研究意义主要体现在以下几个方面:LED灯具有节能环保、寿命长、色彩丰富等优势,对于高速公路隧道照明具有重要意义。
通过研究LED灯在高速公路隧道照明中的应用效果,可以为推广LED照明技术提供实践基础。
隧道作为高速公路交通重要组成部分,其照明设施的质量和效果直接影响着驾驶员的安全行车。
LED灯照明技术的应用,有望提高隧道照明效果,减少事故风险,提升交通运输效率。
LED灯在高速公路隧道照明中存在的挑战和改进方向,也值得深入研究。
通过探讨LED灯在隧道照明中的实际问题和解决方案,可以为LED照明技术的进一步发展提供借鉴和启示。
对隧道照明节能设计使用LED灯的几点看法摘要:随着能源的不断消耗,资源的日益匮乏,温室效应对人类的危害日趋显著,大气环境对地球的污染越来越严重,国际上要求节能降耗的呼声越来越高,节约能源成为各国工作的重中之重。
为此,我国早在1996年就正式启动绿色照明工程,提出照明工程要节约资源,防止污染,造福后代。
本文以隧道道路照明为例,就电气设计方面,对隧道照明节能设计的要求及存在的问题进行探讨,供同行参考。
关键词:节能;电气设计;隧道照明;led灯应用中图分类号:tu731.4文献标识码: a 文章编号:城市已经在使用节能灯,这远远还不够!而城市道路照明还在使用高能耗的高压钠灯照明又加重了能耗。
随着城市照明向低碳照明发展,具有安全、节电、长寿命、无二次污染等优点的led产品应运而生,并向各行业特别是照明行业大力发展,本文针对led隧道灯,在隧道的照明设计和运用中谈几点看法:1、需满足以下节能原则①突出公路隧道对节能灯具的要求;②应具有国内先进水平;③选用国内自主研发生产的、成熟的led灯具和零部件;④满足系列化、标准化、通用化要求;⑤适用于各种公路隧道节能改造。
2、前期对隧道照明设计的分析隧道照明不同于一般道路照明,有其明显的特殊性和重要性,对隧道的交通安全起着至关重要的作用。
介绍隧道照明的主要特点、影响隧道照明因素以及应注意的问题。
况且隧道照明不同于其它道路照明,存在以下几种特殊的视觉问题:①进入隧道前(白天):由于隧道内外的亮度差别极大,因此从隧道外部去看,照明很不充分的隧道入口会看到“黑洞”现象。
②进入隧道后(白天):汽车由明亮的外部进入即使不太暗的隧道以后,要经过一定时间才能看清隧道内部的情况,这称为“适应滞后”现象。
③隧道出口处:在白天,汽车穿过较长的隧道接近出口时,由于通过出口看到的外部亮度极高,出口看上去是个“亮洞”,会出现极强的眩光,驾驶员感到极不适应;夜间与白天正好相反,隧道出口看到的不是亮洞而是黑洞,这样驾驶员就看不清外部道路的线型及路上的障碍物。
第1章绪论作为一名现场应用工程师,我是最早从事LED(发光二极管)驱动电路开发的设计者之一, 遇到过许多该领域的潜在客戸,他们对于如何正确驱动LED都知之甚少o20mA电流的老式LED 曾在一定程度上被滥用。
现在,LED功率等级正不断提高,30mA、50mA、100mA、350mA甚至更高的电流等级变得越来越常见。
已有多家制造商能制造单颗功率达20W以上的LED e这类大功率LED多采用芯片阵列的型式。
如果LED不按功率等级使用,极易导致其使用寿命锐减。
大功率LED在越来越多的场合得以应用,如导航灯、交通信号灯、路灯、车灯、洗墙灯、影院中的台阶和紧急出口提示灯等。
诸如高亮度LED和超高亮LED之类的名称正变得臺无意义,因为还会有更大功率等级的LED不断出现。
本书内容覆盖了各种类型的LED驱动方式,包含自低功率LED 到超高亮LED,甚至更高的多种功率等级。
大功率LED驱动技术简单吗?不,通常都不是那么简单的。
在某些应用场合,可以简单地使用线性电源,但大多数场合需要使用恒流输出的开关电源。
采用线性电源驱动效率低,易产生大量的热。
而使用开关电源,则需要解决驱动效率、电磁干扰和驱动成本等问题。
总之,要设计合理的驱动方式,既要满足相关规范的要求,同时还要做到高效率、低成本。
1.1本书目标和讲述方法本书从实用角度阐述问题,但为了有助于后续章节的理解,也引入了一些必要的理论。
例如,为了有效地使用元件,了解元件特性是很有必要的。
多数章有“常见错误” 一节,介绍了实际应用中易出现的问题,以及如何避免,意在提醒读者不要犯同样的错误。
常言道:吃一堑,长一智。
同样,我们也要从他人的失误中获得经验。
自己的失误带来的教训往往印象深刻,但是代价也更为高昂。
通常,设计中遇到的第一个问题是选择合适的駆动电路拓扑。
什么情况下降压电路优于升压电路或降-升压电路?为什么库克(升-降压)电路优于反激电路?诸如此类的问题,书中将在开关电源章节的开头部分谈到。
单位代码学号070102071分类号密级毕业设计说明书LED隧道灯驱动电路设计院(系)名称信息工程学院专业名称电子信息工程学生姓名王振宇指导教师李文方2011年5月10日黄河科技学院毕业设计说明书第I页LED隧道灯驱动电路设计摘要LED灯是一种光效节能灯具,选用发光二极管作为发光体的光源,光效高、寿命长,配合不同反光镜可实现多用途照明;并经柔化处理,不会使人产生眩目或其他不适反应。
高纯镜面铝阳极氧化材料做反光镜并通过精确配光设计,功率因数大于0.9,反光效率高,透光性好,节能环保。
LED隧道灯驱动电路是用电流驱动型电路设计,通过控制LED 中的电流调节亮度和色度。
为了最大限度的发挥LED的特长,需要进行适合LED的驱动电路设计。
因为即使使用了发光效率很高的LED,如果驱动电路的效率不高,也会影响整个照明灯具的发光效率,所以需要设计比较高效的LED驱动电路。
LED 驱动器根据不同的应用要求,可以采用恒定电压输出工作,即输出为一定电流范围下钳位的电压;也可以采用恒定电流输出工作,输出的设计能严格限定电流;也可能会采用恒流恒压输出工作,即提供恒定输出功率,故作为负载的LED 的正向电压确定其电流。
关键词:LED隧道灯,驱动器,光效,寿命黄河科技学院毕业设计说明书第II页LED Tunnel Lamp Driver Circuit DesignAuthor: Li WengfangTutor: Wang ZhenyuAbstractLED tunnel light is a light efficiency energy saving lamps are used as light-emitting diode light source, high luminous efficiency, long life, with a different mirror to achieve multi-purpose lighting; and after soften, and do not have blinding people or other discomfort. High purity anodized aluminum material of the mirror reflector and through the precision optical design, power factor greater than 0.9, reflective, high efficiency, good transparency, energy saving. LED tunnel light driving circuit is current-driven circuit design, by controlling the LED current regulation in the brightness and color. In order to maximize the LED's expertise, the need for suitable LED driver circuit. Because even with the high luminous efficiency LED, if the driver circuit is not efficient, will also affect the lighting of the luminous efficiency, you need to design more efficient LED driver circuit. LED driver according to different application requirements, you can use a constant voltage output, namely the output current range for a certain voltage clamp; also use a constant current output, the output is designed to strictly limit the current; may also be using constant current constant pressure output of work, which provides constant output power, so as the load of the LED's forward voltage to determine the current.Keywords: LED tunnel lights, drive, optical efficiency, life黄河科技学院毕业设计说明书第III页目录1 绪论 (1)1.1课题设计的背景及目的 (1)1.2研究现状 (2)1.3系统设计需要考虑的因素 (2)1.4系统的性能指标 (3)2 电路设计 (4)2.1 设计思路 (4)2.2主回路设计 (5)2.3 关键技术设计 (7)2.3.1 较小功率LED恒流驱动 (7)2.3.2大功率LED更流驱动 (8)3电路设计注意事项 (10)3.1 迟滞型转换器的作用 (10)3.2 大功率LED保护器的应用 (12)3.3LED 驱动电源的拓扑结构 (13)结论 (15)致谢 (16)参考文献 (17)1 绪论1.1课题设计的背景及目的LED隧道灯是一种光效节能灯具,选用发光二极管(LED)作为发光体的光源,光效高、寿命长,配合不同反光镜可实现多用途照明;并经柔化处理,不会使人产生眩目或其他不适反应。
镇流器选用过热保护技术,确保灯具使用寿命。
进口高纯镜面铝阳极氧化材料做反光镜并通过精确配光设计,功率因数大于0.9,LED隧道灯具有反光效率高,透光性好,节能环保。
LED与传统隧道照明光源的对比LED是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光,对比传统的道路隧道照明光源( 钠灯、金卤灯等) ,LED光源具有如下优势:光衰小、显色性高、寿命长久、价格低廉,除此之外,LED还具有维护系数高、安全性能好、无频闪及节能环保等优势。
随着我国道路交通建设的迅速发展,公路隧道的建设规模及数量也越来越大,隧道照明也由此出现了如节能、安全等亟待解决的问题,随着LED 光源技术的日渐成熟,国内照明行业也开展了LED在公路隧道照明中应用的研究和应用实践,因此,在隧道照明中结合先进的控制方式,采用高光效、稳定性好、寿命长的新一代光源将会成为一种需求和趋势。
驱动电路是LED产品的重要组成部分,无论在照明、背光源还是显示板领域,驱动电路技术架构的选择都应与具体的应用相匹配。
LED 的排列方式及LED 光源的规范决定着基本的驱动器要求。
LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流,而无论输入及输出电压如何变化。
因此LED 驱动电路的设计非常重要。
目前开关电源的技术已经非成熟,因此LED驱动降压技术大部分采用开关电源,因此,及时是LED驱动电源真正进入研究的时间不算长,但是也没有阻碍其技术的成熟。
LED驱动要求的技术特点是:寿命长,体积小。
绝大部分开关电源都需要一个输出率比的电解电容,但是即使是高品质的电解电容,工作在100度左右,寿命也只有1Wh左右。
因此电解电容是LED灯整体寿命的瓶颈。
而内嵌式驱动板上的电解电容,由于LED的发热和驱动板本身的发热,长期在高温环境下工作,更会使电解电容寿命减短。
目前已经有集成电路,无需输出电解电容,仅需几个外围就能直接驱动LED发光,这使得LED照明的长寿特点得到了保障。
1.2研究现状LED 驱动器根据不同的应用要求,可以采用恒定电压(CV)输出工作,即输出为一定电流范围下钳位的电压;也可以采用恒定电流(CC)输出工作,输出的设计能严格限定电流;也可能会采用恒流恒压(CCCV)输出工作,即提供恒定输出功率,故作为负载的LED 的正向电压确定其电流。
驱动方式现在通行的有两种:其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。
这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED 的工作,但成本会略高一点。
另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。
它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED 运行的问题。
这两种形式,在一段时间内并存。
多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好,是以后的主流方向。
LED在目前阶段,其光效还远未达到可以取代三基色萤光灯的程度,但是以其独特的长处,可以在安全特地电压(游泳池、划水池内水下灯具、矿灯,隧道灯)条件下高效工作。
此外,在直接采用绿色电能(太阳能、风能等),以及应急照明方面也有着其独特的优势。
尤其在调光方面,LED不仅可实现0~100%的调光,并且可保证在整个调光过程保持较高光效,并且不损害LED的寿命,而气体放电灯则很难做到这一点。
1.3系统设计需要考虑的因素LED 驱动器根据不同的应用要求,可以采用恒定电压(CV)输出工作,即输出为一定电流范围下钳位的电压;也可以采用恒定电流(CC)输出工作,输出的设计能严格限定电流;也可能会采用恒流恒压(CCCV)输出工作,即提供恒定输出功率,故作为负载的LED 的正向电压确定其电流。
本设计需要考虑以下几方面的因素:高效率:LED是节能产品,驱动电源的效率要高。
对于电源安装在灯具内的结构,尤为重要。
因为LED的发光效率随着LED温度的升高而下降,所以LED的散热非常重要。
电源的效率高,它的耗损功率小,在灯具内发热量就小,也就降低了灯具的溫升,对延缓LED的光衰有利。
驱动方式:现在通行的有两种——其一是一个恒压源供多个恒流源,每个恒流源单独给每路LED供电。
这种方式,组合灵活,一路LED故障,不影响其他LED的工作,但成本会略高一点。
另一种是直接恒流供电,LED串联或并联运行。
它的优点是成本低一点,但灵活性差,还要解决某个LED故障,不影响其他LED运行的问题。
这两种形式,在一段时间内并存。
多路恒流输出供电方式,在成本和性能方面会较好。
也许是以后的主流方向。
浪涌保护:LED抗浪涌的能力是比较差的,特别是抗反向电压能力。
加强这方面的保护也很重要。
有些LED灯装在户外,如LED隧道灯。
由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。
因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入,保护LED不被损坏的能力。
LED 的排列方式及LED 光源的规范决定着基本的驱动器要求。
LED驱动器的主要功能就是在一定的工作条件范围下限制流过LED的电流,而无论输入及输出电压如何变化。