LED恒流、恒压供电的利与弊
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LED光衰的分析LED的光衰是大功率LED不能长时间工作的主要原因,也开始认识到降低光衰的重要方法就是改进其散热。
尽管如此,从对各种LED灯的测试结果来看,仍然有大多数LED灯具的光衰是不能满足使用要求的。
1200小时亮灯后的光衰,最好的为8%,最差的为26%,平均为14%。
按照科锐公司的LED芯片测试结果,结温在LED芯片105度时,14%光衰也应当要在工作了6000小时以后,可见LED灯具的结温在105度以上。
可不少公司认为他们的灯具散热都是经过精心设计和计算的。
实际情况可能也是如此,但是测试的结果也不容怀疑。
问题出在哪里呢?我们认为,灯具散热也不至于设计得这么差,而可能是因为有一些路灯是采用恒压电源供电的结果。
可是为什么采用恒压电源供电会引起光衰呢?这听上去好像有点天方夜谭。
但实际上的确有这么严重。
让我们来从头说起吧!科锐公司LED样本中关于的结温和光衰寿命试验结果1.LED的伏安特性我们都知道,LED是一个二极管,而二极管最重要的电特性就是它的伏安特性。
图2中给出了Cree公司的XLamp7090XR-E的伏安特性。
图2. XLamp7090XR-E的伏安特性2.LED伏安特性的温度特性虽然它的样子和一般二极管没有什么两样,但是最大的不同在于它的温度特性。
其实所有二极管的伏安特性都有温度特性的问题,可是就是LED是需要特别加以注意的。
这是因为:a、大功率LED的工作电流比较大,1W为0.35A,3-5W为0.7A,20W为1.05A,30W为1.75A,50W为3.5A。
不过可能也会有人觉得,整流二极管的正向电流也可能达到这样大的数值的。
2.2、LED因为目前的发光效率还是比较低,所以大部分的输入电功率都是转化为热,所以它的发热很高,假如散热器做得不好,那么结温就会升得很高。
2.3、LED不同于整流二极管,它不是采用一般的硅材料做成的,而是采用特殊的材料(例如氮化镓)制成。
所以它的伏安特性的温度特性也不同于一般二极管,而是要明显大于一般二极管。
LED恒流、恒压供电的利与弊现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说:在LED的伏安特性上,电压定了,电流也就定了。
所以采用恒压和恒流效果是一样的。
有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有人说,因为LED是恒流器件,所以要用恒流源供电;有人说,采用市电供电时就应该采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。
至于为什么这样要求,似乎谁也说不明白。
那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢?首先来看一下LED到底是什么样的器件。
因为LED的亮度是和它的正向电流成正比,而且一些LED的结构决定了它的散热也就是功耗。
所以大多数LED会给出额定电流,例如Φ5为20mA,1W的为350mA…等,但这并不等于LED只能工作于这些额定电流,更不意味着LED就是一个恒流器件。
例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一型号,电流从350mA加大到700mA,功率就从1W加大成3W,所以这个LED可以工作在350—700mA之间的任意值。
要深入了解这个问题首先要知道LED的伏安特性。
1.LED的伏安特性LED的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是一个二极管。
它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。
只不过通常曲线很陡。
例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如图1所示。
图1。
小功率LED的伏安特性假如用干电池或蓄电池供电,那么因为LED伏安特性的非线性,很小的电压变化就会引起很大的电流变化,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节就是4.5V,LED的电流就会超过100mA,很快就会烧坏.对于1W的大功率LED也是如此,图2是某公司1W的LED伏安特性,而一个12V蓄电池的电压,在充满电到快放完电的电压可以从14.5V降到10。
5V。
相差将近20%。
从伏安特性上可以看出,电源电压的10%的变化(3.4V—3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)。
... 关于LED驱动电源恒压与恒流区别的解析1.恒流电源是电源电压发生变化,而流过负载的电流不变。
恒压电源是流过负载的电流变化时,电源电压不发生变化不要简单的用欧姆定律来理解,电源不是直接接负载,中间都有个电路。
2.所谓恒流/恒压就是在一定范围内输出电流/电压保持恒定。
“恒定”的前提是在一定范围内。
对于“恒流”就是输出电压要在一定范围内,对于“恒压”就是输出电流要在一定范围内。
超出这个范围“恒定”就无法保持。
因此恒压源会设定输出电流档(最大可输出)的参数。
其实电子世界里根本没有“恒定”这个东西,所有电源都有负载调整率(load regulation)这个指标。
以恒压(电压)源为例:随着你负载的加大,输出电压一定是下降的。
3.恒压源和恒流源在定义上的区别:1)恒压源在允许的负载情况下,输出的电压是恒定的,不会随负载的变化而变化。
通常应用于小功率LED模块,小功率LED灯条用的比较多。
恒压源就是我们常说的稳压电源,能保证负载(输出电流)变化的情况下,保持电压不变。
2)恒流源在允许的负载情况下,输出的电流是恒定的,不会随着负载的变化而变化,通常应用在大功率LED和高档小功率产品上。
*如果从寿命上考良的话,恒流源LED驱动比较好一点。
恒流源是在负载变化的情况下,能相应的调整自己的输出电压,使输出电流保持不变。
我们见到的开关电源基本上都是恒压源,而所谓的“恒流型开关电源”则是在恒压源的基础之上,在输出上加一个小阻值的采样电阻,通过反馈到前级去控制来进行恒流控制。
4.如何从电源参数上识别是恒压源还是恒流源呢?可以从电源的label上看:如果他标识的输出电压是一个恒定的值(如Vo=48V),就是恒压源;如果标识的是一个电压范围(如Vo为45~90V),可以确定这是个恒流源了。
5.恒压源与恒流源的优缺点:恒压源能够为负载提供恒定的电压,理想的恒压源内阻为零,不能短路:恒流源可以为负载提供恒定的电流,理想的恒流源内阻为无穷大,不能开路。
led驱动方案近年来,LED(Light Emitting Diode)作为一种新型照明技术得到广泛应用,其能耗低、寿命长、调光性强等特点使其成为取代传统照明设备的最佳选择。
然而,要实现高效、稳定的LED照明,一个关键的因素就是选择合适的LED驱动方案。
LED驱动方案主要包括恒流驱动和恒压驱动两种。
恒流驱动是通过保持LED电流不变来实现亮度的控制,它适用于需要精确控制光强的场合。
而恒压驱动则是通过保持LED的电压不变来控制亮度,适用于需要简单控制亮度的场合。
恒流驱动是LED照明中常用的驱动方式,它通过电流源来保持LED的电流不变,从而确保LED亮度的稳定。
恒流驱动方案具有调光范围广、输出电流稳定等优点,但也存在电流波动幅度大、成本较高等不足之处。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求选择合适的恒流驱动方案。
恒压驱动是另一种常见的LED驱动方式。
它通过在LED电路中连接一个恒压源来保持LED的电压不变,从而控制LED的亮度。
相比恒流驱动方案,恒压驱动方案简单易用,成本较低,但其调光范围有限,无法实现高精度亮度调节。
除了恒流驱动和恒压驱动,还有一些特殊的LED驱动方案,如脉冲宽度调制(PWM)驱动、频率调制(FM)驱动等。
脉冲宽度调制是通过调节LED的亮度来改变LED的工作电流,从而实现亮度调节的一种方法。
频率调制则是通过调整驱动电路中的频率来控制LED的亮度。
这些特殊的驱动方案在特定的应用领域具有独特的优势,如脉冲宽度调制可以实现高精度的亮度调节,频率调制可以实现低功耗的照明效果。
在选择LED驱动方案时,需考虑LED的工作电流、亮度调节范围、功耗、成本等因素。
同时,还需了解不同驱动方案的特点和适用场景,以便选取最适合自己需求的方案。
此外,还需要考虑驱动方案的稳定性和可靠性,确保LED的长期工作稳定。
综上所述,LED驱动方案在LED照明中起着至关重要的作用。
恰当选择和设计LED驱动方案,能够实现稳定、高效的LED照明,提升照明质量,并带来节能、环保的效益。
高压线性恒流IC电源方案在LED灯具优缺点[导读]采用高压线性恒流IC驱动方式,在满足同样的出口安全标准和质量要求的情况下,可大幅节省电源的成本。
目前,市场上有多种不同规格和性能的高压IC芯片供客户选择,但由于很多方案还不算太成熟,企业在使用过程中会发现不少的问题,比如电压波动、频闪和绝缘问题,如何解决这些问题,市场已有一些相应解决方案。
随着LED电源方案的多元化发展,高压线性恒流驱动方案(AC IC Direct Driver)由于电路简单,效率、PF值高,整灯成本低廉等优点,越来越受LED企业所关注,也越来越多企业开始尝试使用这种电源方案。
一、高压线性恒流IC电源方案的特点1、高PF值(PF≥0.98),高效率(η≥90%),低谐波(THD<15%)。
2、无需加任何安规电容或电感,可满足EMC、能源之星和调光的要求。
3、电路部分,全部采用固态元器件,避免电解电容长期在高温状态下使用容易损坏的问题,电源寿命更长,更可靠。
4、电源和灯珠一体化,减少加工成本。
5、在同样符合出口安全标准和质量要求的情况下,可以大幅降低电源成本。
6、具有自动过温保护和过压保护,更能保障电源和整灯的寿命。
二、与传统开关电源的价格、性能对比采用高压线性恒流IC驱动方式,在满足同样的出口安全标准和质量要求的情况下,大幅节省电源的成本。
以符合CE或者UL标准的100W的工矿灯举例如下:三、设计注意事项1、必须考虑散整灯的安规和绝缘问题,建议采用导热塑料外壳;2、整灯结构设计时,要考虑预留IC的散热余量,如果IC单独设计驱动板,需要提供合适的散热器给IC散热;3、选择光源总的VF值时,建议按照:LED光源总VF电压=1.2*AC输入电压;4、大功率灯具,要添加防雷、防浪涌电路。
四、实例展示五、高压线性恒流方案的应用问题和解决方案随着越来越多的大企业采用高压线性恒流的方案,目前,市场上有多种不同规格和性能的高压IC芯片供客户选择,但由于很多方案还不算太成熟,所以众多企业在使用过程中会发现不少的问题,主要集中在以下几点:1、电网电压波动问题在电网电压波动的时候,尤其大幅波动和电压上升的时候,整灯的功率会上升很快,导致IC的温度和灯珠的温度大幅上升,过早进入自动的过温保护和过压保护,导致灯具闪烁或者灭灯(温度或者电压下降后,可以重新点亮)。
LED灯为什么要用恒流电源供电,用恒压电源会有什么问题LED灯与传统的白炽灯或者节能灯相比有明显优势,比如发光效率高,节能性能好,寿命长等。
但是LED照明灯一般需要设计专用的恒流驱动电源,常见的直流恒压电源虽然也可以点亮LED灯,但是在实际的应用中一般不使用普通的直流恒压电源驱动,为什么不使用直流恒压源而要使用恒流源驱动呢?这是由LED发光二极管的伏安特性和温度特性决定的,首先要说的是伏安特性,发光二极管的伏安特性与普通二极管基本相同,即正常发光状态下流过它的电流与加在这两端的电压成非线性关系,在正向电压供电的情况下发光二极管的伏安特性比普通二极管还要“陡峭”一些,就是说同样电压波动的情况下发光二极管的电流波动比普通二极管还要大。
这样正常发光状态下当两端电压发生并不大的变动时,就会导致电流发生很大的变化,而过大的电流会导致发光二极管损坏。
所以保证正常工作状态的发光二极管电流稳定就很重要。
讲到这里,估计有些同学可能会问,我们如果能保证恒电压源电压稳定无波动,是不是就可以使用恒压源给LED供电呢?其实即使能保证恒压电流电压稳定也不行,这里涉及到的情况比较多,也比较复杂。
比如像下面图中排列的照明灯,先是三个发光二极管串联,之后再用这样三个串联的进行多组并联,由于制造工艺很难保证每个二极管的特性都一样,所以这样联接的LED灯每个串路表现出来的伏安特性会有差别,这样即使给每个串路两端供同样电压也可能出现发光亮度不均匀的情况。
而且对于一些电池供电的LED照明灯,随着工作时间的增加,电池输出电压很难保证无波动。
还有一种情况就是温度特性的影响,LED灯具有负温度特性,当工作温度升高时它的PN结间电阻会减小,导通电压也随之减小,正向伏安特性曲线会左移,就像下图中虚线所示的那样,这样在同样电压的情况下,它的工作电流就会增大,而工作电流增大又反过来继续促使其温度升高,这种恶性循环会导致它的控制电流失控,最终损坏LED,所以为了应对这种情况,也需要使用恒流源进行供电。
从LED原理分析用恒流供电还是恒压供电LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,通过电子和空穴的复合辐射出可见光。
在探讨LED供电方式时,我们需要考虑其工作原理以及需要满足的电流和电压条件。
首先,我们来了解一下LED的工作原理。
当LED器件正向偏置时,电流通过LED管芯,从而使得电子和空穴重新复合。
在这个复合过程中,能量会以光子的形式辐射出来,从而产生可见光。
这就是LED的发光原理。
可以看出,LED发光的前提是通过管芯注入合适的电流。
接下来,我们来探讨用恒流供电和恒压供电中哪一种更适合LED。
一方面,LED的亮度和电流之间有着密切的关系。
亮度随电流的增加而增加,但过高的电流会导致LED出现过载现象,影响其寿命和稳定性。
另一方面,LED是一种电压敏感型元件,电压的变化会造成LED的电流变化,从而影响亮度和稳定性。
综上所述,针对LED的特点和工作原理,我们可以得出以下结论:1.恒流供电:由于LED亮度与电流之间的线性关系比较稳定,因此恒流供电是一种可行的选择。
通过恒流供电,可以确保在合理范围内提供稳定的电流,以保证LED的亮度和寿命。
2.恒压供电:尽管LED对电压的响应比较敏感,但在一些特定应用场景下,恒压供电也是可行的。
例如,当需要供电给多个串联或并联的LED 时,可以采用恒压供电方式,以确保每个LED上都有稳定的电压。
另外,值得注意的是,无论是恒流供电还是恒压供电,都需要考虑使用合适的电源和电流或电压控制器。
恒流供电需要选择合适的驱动电流控制器,以保持恒定的电流;恒压供电则需要使用合适的电源电压控制器,以保持稳定的电压。
综上所述,从LED的工作原理和特点来看,恒流供电是更为常见和合理的选择。
然而,在特定的应用场景下,恒压供电也是可行的,并且在多个LED链接时也是需要考虑的供电方式。
无论采用哪种方式,都需要确保提供稳定的供电,以确保LED的亮度、寿命和稳定性。
led驱动方案在现代社会中,LED灯具的市场需求越来越大,这也催生了许多厂商的加入。
然而,研发一个高质量且经济实惠的LED驱动方案可不是一件容易的事情。
本文将介绍几种LED驱动方案以及它们各自的优缺点,希望能够给大家提供一些参考。
一、常见的1.1 恒压驱动恒压驱动是一种非常简单的模式,它解决了LED灯泡的电压问题,并使它们在过程中的增光保持恒定。
当然,这种方案也有一些限制,LED所需的功率或者电流必须非常低。
1.2 恒流驱动恒流驱动是在LED灯普及后出现的一种驱动方式。
它可以提供足够的电流,使LED灯发光,同时,也可以在大功率应用中为LED灯提供保护。
这种方案的优点是变化仅限于输入、输出和驱动电压之间的匹配度。
1.3 功率因数修正功率因数是测量电力线路效率的一项标准。
不理想的功率因数会使电线损失能量并浪费电能。
在这种情况下,功率因数修正技术成为了解决方法,同时也有效地减少了电能的浪费。
一、LED驱动方案的优缺点2.1 恒压驱动优点:能够提供代表灯泡最高限制电压的电压;温暖的光具有一定的质量以及盈亮效果。
缺点:不足以控制LED的输出亮度;当使用高电压时,LED可能会短路或者过热。
2.2 恒流驱动优点:使LED灯具消耗的电流保持不变;使光变得更加柔和,不会使眼睛受到刺激;有更长的使用寿命。
缺点:需要预留适当的保护裕度;更高的成本。
2.3 功率因数修正优点:提高了电能的使用效率;减少了电路损耗;使用更智能、更节能的电源。
缺点:价格较高。
三、LED驱动方案如何选择LED灯驱动方案可以根据具体情况选择。
如果预算允许,而且希望LED灯具具有更高的性能,并且使用寿命更长,那么恒流驱动或功率因数修正方案就是不错的选择。
然而,如果需要使用的LED灯泡只需要输出低功率,则恒压驱动方案可能更加合适。
最终选择何种方案还需看情况灵活决定。
总之,为了保证LED灯具的稳定性和安全性,选择合适的驱动方案是很有必要的。
从经济、安全和可靠性角度考虑,选择高质量的驱动方案,才能更好地实现期望的光效与服务寿命。
为什么灯带不用恒流电源供电
因为LED的非线性特征,为防止因温度或电压的微小波动而导致电流大幅变化,照明用的LED都会用恒流电源供电,因为这样能有效延长LED灯珠的使用寿命。
那为什么灯带不用恒流电源供电呢?
这主要是以下几个原因:
①恒流电源对LED灯珠的串联数量是有明确要求的,而灯带的长度要以现场情况为准,因此串联数量很难滿足恒流电源的要求。
否则为拼凑电流参数会把设计和施工,人为复杂化。
②灯带大都采用先串后并的方式。
以固定的串联数量来对应固定电压(既每米内的灯珠串联数量决定电压),以组串并联的数量决定灯带总长度和最大电流。
截取时以一米为最小单位,用米数决定电流。
这只有恒压电源能滿足需求。
假设灯带每米10W,那么100W恒压电源带1~10米都可以,而恒流电源做不到。
③受现场条件限制,相对其它照明灯具而言,灯带的安装使用条件要简陋得多,一旦发生某部分灯珠开路,恒流电源的电流就会加到其它灯珠上,此时的恒流供电反倒成了灯珠杀手。
而恒压供电不存在这个问题。
④灯带通常是用小功率灯珠制成,一般用作辅助照明和景观装饰,而小功率LED灯珠大都采用限流电阻供电,省掉了复杂的恒流电源(比如所有LED指示灯都使用限流电阻供电的)。
这主要是因为它们功率较小产生的热量有限,既使长时间点亮也不容易出现电流异常。
但使用恒压加限流电阻模式,却可使灯带的设计和施工变得非常方便和快捷。
⑤为取得良好的观赏效果,有些灯带亮度需要不断变化,这就不可能保持电流恒定不变。
所以只能采用恒压电源加控制器的方式来供电.。
发光二极管的驱动方式中,恒压和横流哪种好?
恒流和恒压驱动是LED驱动的两种常用技术方案。
恒压驱动中,LED和限流电阻串联在一起,整体接在恒定的电压中;恒流驱动中,输出的电流为恒定的流过LED的电流都是一致的,亮度比较均匀。
从驱动方案上,恒流和恒压无所谓好坏,只有哪种方案最适合。
下面介绍这两种方案。
1 恒压驱动型这种方式适用于驱动LED数量比较少的情况,每一个LED都接一个限流电阻,防止电流过大将LED烧坏。
由于LED具有正向导通压降,并且每一个LED的正向导通压降都不同,就导致流过每个LED的电流都不相同,所以LED的亮度可能存在轻微的差异。
电源指示灯、状态指示灯都是通过这种方式所实现的。
驱动电路如下图所示。
总之,这种方式适用于驱动数量较少的情形,并且并联支路发生故障后,不会影响其他支路的LED。
2 恒流驱动型恒流驱动在LED照明行业比较常用,在驱动LED数量比较多时这种方式可以使流过LED 的电流相同,使发光亮度比较一致。
恒流源驱动器输出的电流是恒定的。
电路框图如下图所示。
这种驱动方式适合于驱动较多数量的LED,电流一致,亮度均匀,但是缺点就是当其中一个LED发生故障时,其他所有LED都会熄灭。
综上,这两种方式都用于驱动LED,并无好坏之分。
恒压方式适合于驱动较少数量的LED;而恒流方式适合驱动较多数量的LED。
这两种方式各有优缺点。
高压线性恒流方案优缺点对比随着LED大规模进入商业和家庭照明,客户对产品的性能、价格、可靠性提出了更为严格的要求。
一方面要求LED的发光效率不断提高、价格不断降低,另一方面对于LED灯具寿命也提出了更多要求。
在一般人的心目里,LED本身的寿命已经是非常高了,但是实际寿命却是非常低,往往是由于电源寿命低而引起,目前大部分灯具解决方案都是光源+电源+外壳方式,而且电源都类同传统开关电源原理,电路复杂,电子元件较多,生产工艺复杂,生产成本较高,故障机率较高。
为了降低成本,业内多家方案公司推出高压线性恒流IC方案,此方案无需高频变压器,部分方案无需电解电容,简化了灯具的工艺流程,也达到了直接用市电驱动LED的要目的,成本也得以大大的降低。
共同优缺点如下:优点1:无高频变压器,无EMC,低谐波;优点2:制作成本低,方案简单,体积小;优点3:电流负温度补偿特性,有效的保护LED发光二极管芯片;优点4:恒流二极管ESD>8000V,所有方案可以吸收1000V雷击浪涌(90度相位)。
缺点1:不能兼顾效率和功率因素双高,只能二选一。
缺点2:电源输出是高压,产品电隔离必须得做好。
缺点3:同一款方案,不能做全电压恒流。
常见线性恒流方案如下:一、恒流晶体管+外置MOSFET(如图一、图二)以上方案主要是靠一颗低压的带PWM调节的恒流晶体管,通过外挂MOS来承受高压多串后线路中产生的压差,当市电电压过高时候,MOS很烫也是很正常,并且当市电升高时候电流会在一定程度会增大,电源效率高达85-90%以上,但无功率因素校正。
以上方案主要是第一种方式的升级版,优劣势如下:1、MOS内置,并且加上温度补偿电路,外部线路更简单。
1、通过内置MOS来承受高压多串后线路中产生的压差,当市电电压突然过高时候,电流会在一定程度会增大,IC温度达到一定程度,电流调节就会启动。
2、因IC制程关系,目前正向工作电压一般是7-200V,所以有些厂家的管子当市电低于灯珠VF总电压时候会有闪烁。
LED驱动电源的优劣势解析1、什么是LED驱动电源LED驱动电源把电源供应转换为特定的电压电流以驱动LED发光的电压转换器,通常情况下:LED驱动电源的输入包括高压工频交流(即市电)、低压直流、高压直流、低压高频交流(如电子变压器的输出)等。
而LED驱动电源的输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。
LED电源核心元件包括开关控制器、电感器、开关元器件(MOSfet)、反馈电阻、输入滤波器件、输出滤波器件等等。
根据不同场合要求、还要有输入过压保护电路、输入欠压保护电路,LED开路保护、过流保护等电路。
2、LED驱动电源的特点(1)高可靠性特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修不方便,维修的花费也大。
(2)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,也就降低了灯具的温升。
对延缓LED的光衰有利。
(3)高功率因素功率因素是电网对负载的要求。
一般70瓦以下的用电器,没有强制性指标。
虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但晚上使用照明量大,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。
对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因素方面有一定的指标要求。
(4)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也就是“中科慧宝”所采用的驱动方式,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。
(5)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。
led的背光恒流摘要:1.LED 背光恒流的概念2.LED 背光恒流的作用3.LED 背光恒流的实现方法4.LED 背光恒流的优势与应用正文:【1.LED 背光恒流的概念】LED 背光恒流,是指LED 背光源采用恒定电流供电的方式。
在LED 光源中,通过调整电流大小可以控制亮度,从而达到背光恒定的效果。
这种方式广泛应用于LCD 显示屏、手机、平板电脑、电视等电子产品的背光系统。
【2.LED 背光恒流的作用】LED 背光恒流具有以下作用:a.保证画面质量:通过恒定背光亮度,使得显示器在不同环境下都能呈现出清晰、鲜明的画面。
b.节能:恒流驱动可以降低LED 的功耗,延长使用寿命,同时减少电子产品的能耗。
c.提高产品寿命:通过恒流供电,可以避免LED 光源因电压波动导致的过载,从而提高产品的使用寿命。
【3.LED 背光恒流的实现方法】LED 背光恒流的实现方法主要有以下几种:a.采用恒流源供电:通过使用恒流源芯片,可以为LED 提供恒定的电流,实现背光恒流。
b.采用恒流驱动电路:通过设计恒流驱动电路,可以实现对LED 背光的恒流控制。
c.采用LED 恒流模块:将恒流源和LED 光源集成在一起,形成恒流模块,方便应用于各类电子产品。
【4.LED 背光恒流的优势与应用】LED 背光恒流技术具有以下优势:a.高亮度:LED 光源具有高亮度、高对比度的特点,使得显示器的画面更加清晰。
b.宽视角:LED 背光技术具有宽视角的特点,使得画面在不同角度下都能呈现出真实、鲜艳的色彩。
c.节能环保:LED 背光技术具有节能、低耗、环保的特点,符合当前低碳生活的需求。
LED 背光恒流技术广泛应用于各类电子产品,如LCD 显示屏、手机、平板电脑、电视等。
现在大家开始意识到,光衰是大功率LED路灯不能长期工作的主要原因,也开始认识到降低光衰的一个重要方法就是改进其散热。
尽管如此,从这次深圳市灯光环境管理中心对各种路灯的测试结果来看,仍然有大多数路灯的光衰是不能满足使用要求的。
1200小时亮灯后的光衰,最好的为8%,最差的为26%,平均为14%。
按照Cree公司的测试结果,结温在105度时,14%光衰也应当要在工作了6000小时以后,可见大部分路灯的结温在105度以上。
图1.Cree公司LED的结温和光衰寿命试验结果可能不少公司不会同意这样的结果,因为他们认为他们的散热器都是经过精心设计的。
实际情况可能也是如此,但是测试的结果也不容怀疑。
问题出在哪里呢?我认为,可能散热器也不至于设计得这么差,而可能是因为有一些路灯是采用恒压电源供电的结果。
可是为什么采用恒压电源供电会引起光衰呢?这听上去好像有点天方夜谭。
但实际上的确有这么严重。
让我们来从头说起吧!1.LED的伏安特性我们都知道,LED是一个二极管,而二极管最重要的电特性就是它的伏安特性。
图2中给出了Cree公司的XLamp7090XR-E的伏安特性。
图2.XLamp7090XR-E的伏安特性2.LED伏安特性的温度特性虽然它的样子和一般二极管没有什么两样,但是最大的不同在于它的温度特性。
其实所有二极管的伏安特性都有温度特性的问题,可是就是LED是需要特别加以注意的。
这是因为:2.1大功率LED的工作电流比较大,1W为0.35A,3-5W为0.7A,20W为1.05A,30W 为1.75A,50W为3.5A。
不过可能也会有人觉得,整流二极管的正向电流也可能达到这样大的数值的。
2.2LED因为目前的发光效率还是比较低,所以大部分的输入电功率都是转化为热,所以它的发热很高,假如散热器做得不好,那么结温就会升得很高。
2.3LED不同于整流二极管,它不是采用一般的硅材料做成的,而是采用特殊的材料(例如氮化镓)制成。
盘点:LED电源恒流驱动与恒压驱动模式优缺点盘点:LED电源恒流驱动与恒压驱动模式优缺点在LED 电源的设计研发过程中,工程师们在设计之初所要面临的选择,就是如何在恒流驱动和恒压驱动两个方案中选择最合适的一款。
其实就LED 电源的发展现状来看,这两种模式都是目前市面上比较常见的驱动方式,各自也有相应的优势和缺陷。
本文今天将会就这两种LED 电源的驱动模式来为各位工程师们进行一次优缺点盘点。
首先来看LED 电源的恒压驱动模式,这种驱动方式能够在负载端对输出电压进行采样,线性稳压电源反馈回路就是最典型的恒压控制应用,这一方法也是最早出现的LED 驱动方式。
当一款LED 电源采用了恒压驱动模式时,其控制LED 正向电流方法就是采用LED V-I 曲线,利用一个电压电源和一个整流电阻器来确定产生预期正向电流所需要向LED 提供的电压。
不过,在进行LED 电源的恒压驱动设计过程中,其控制LED 正向电流的方法也有一个明显的缺点,那就是LED 正向电压的任何变化都会导致LED 电流的变化。
在面对这一问题时,目前比较常见的办法就是采用多支路均流技术,该技术可采用集成三极管保持每路LED 电流一致。
这些三极管在相同温度环境下、相同工艺条件生产出来的13 值一样,可以保证每路电流基本一样,其应用示意图如下图所示:然而,LED 个体之间的正向压降变化范围比较大,由VF-IF 曲线可知,VF 的微小变化会引起较大的IF 变化,从而引起亮度的较大变化。
所以采用恒压源驱动不能保证LED 亮度的一致性,并且影响LED 的可靠性、寿命和光衰。
由于LED 的光特性通常都描述为电流的函数而不是电压的函数,此时有公式:通过对上文中的这一公式进行变形计算后可以得知,在LED 驱动设计过程中,光通量,也就是通常所说的参数φV,其本身与IF 的关系在电流大于。
照明用恒流与恒压直流驱动电源的探讨分享人:黄可可摘要:随着近年来LED照明产业的不断发展和被大众一致看好的情势下,各类LED 周边业务产品也得到了很大发展,比如户外LED点阵屏,电脑背光源,商业大楼装饰照明系统,无一例外都用到LED照明。
所以作为LED照明质量的核心之一驱动电源也是近年来各个企业以及后起只秀争相涉及的领域。
LED整个产业链包括芯片、外延、封装和应用等几个领域,其中市场上形形色色的各类电源IC 和驱动IC也间接反映出这个行业的朝气蓬勃。
本课题主要针对LED驱动电源—恒流源与恒压源进行探讨。
对两者的应用、技术特点、优缺点进行初步介绍。
技术领域:LED电源按驱动方式可以分为两大类:恒流式和稳压式驱动。
目前这两种方式的电源大多采用PWM控制方式设计的。
1)所谓恒压式电源的在允许的负载情况下,输出的电压是恒定的,不随负载的变化而变化,通常应用在小功率的LED模组,小功率LED护栏灯、洗墙灯等方面比较多。
2)恒流式电源在允许的负载情况下,输出的电流是恒定的,电流不会随负载的变化而变化,通常应用在大功率的LED产品比如LED日光灯照明,替换卤钨灯的LED射灯等领域。
在大功率Led照明中采用恒流源主要是由LED的元件特性决定的。
因为LED 在发热的时候结电压会下降,也就是说LED是负温度系数的元件,如果是恒流那就能保证LED的亮度在温度不一样的情况下差不多一致。
如果用恒压源驱动的话一旦温度增高(必然会发生)后,电流也会加大,电流加大又会导致温升增大,这就形成一个恶性循环。
长久下去不仅LED光衰严重,寿命将会大大地降低。
课题内容:一、 恒压源驱动简介:1、当稳压电路中的各项参数确定以后,输出的电压是固定的,而输出的电流却随着负载的增减而变化;2、稳压电路不怕负载开路,但严禁负载完全短路;3、以稳压驱动电路驱动LED,每串需要加上合适的电阻方可使每串LED显示亮度平均;4、 LED亮度会受整流而来的电压变化影响。
从LED原理分析用恒流供电还是恒压供电现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说:在LED伏安特性上,电压定了,电流也就定了。
所以采用恒压和恒流效果是一样的。
有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有人说,因为LED是恒流器件,所以要用恒流源供电;有人说,采用市电供电时就应该采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。
至于为什么这样要求,似乎谁也说不明白。
那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢?首先来看一下LED到底是什么样的器件。
因为LED的亮度是和它的正向电流成正比,而且一些LED 的结构决定了它的散热也就是功耗。
所以大多数LED会给出额定电流,例如Φ5为20mA,1W的为350mA 等,但这并不等于LED只能工作于这些额定电流,更不意味着LED就是一个恒流器件。
例如Cree的1瓦LED和3瓦LED是同一型号,电流从350mA加大到700mA,功率就从1W加大成3W,所以这个LED可以工作在350-700mA之间的任意值。
要深入了解这个问题首先要知道LED的伏安特性。
1. LED的伏安特性LED的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是一个二极管。
它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。
只不过通常曲线很陡。
例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如图1所示。
假如用干电池或蓄电池供电,那么因为LED伏安特性的非线性,很小的电压变化就会引起很大的电流变化,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节就是4.5V,LED的电流就会超过100mA,很快就会烧坏。
对于1W的大功率LED也是如此,图2是某公司1W的LED伏安特性,而一个12V蓄电池的电压,在充满电到快放完电的电压可以从14.5V降到10.5V。
相差将近20%。
从伏安特性上可以看出,电源电压的10%的变化(3.4V-3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)。
几种车用LED驱动方案的比较车用LED驱动方案是指在汽车领域应用的LED照明系统所采用的电路设计和控制方案。
随着汽车照明技术的不断发展和进步,LED照明系统成为了一种重要的趋势和选择。
在车用LED驱动方案中,常见的包括恒流驱动方案、恒压驱动方案和混合驱动方案。
在本文中,我们将对这些方案进行比较。
恒流驱动方案是目前应用最为广泛的车用LED驱动方案之一、恒流驱动方案通过将电流限制在一个固定值上来驱动LED灯。
这种方案具有电流稳定性好、控制精度高、亮度恒定等优点。
恒流驱动方案通常需要使用外部电阻来设置恒定电流值,使得驱动电路实现对LED电流的精确控制。
然而,由于LED灯阻值的漂移和温度特性的影响,恒流驱动方案在LED亮度一致性和颜色一致性方面存在一定的挑战。
恒压驱动方案是另一种常见的车用LED驱动方案。
它通过将电压限制在一个固定值上来驱动LED灯。
恒压驱动方案具有电压稳定性好、电流可变等优点。
恒压驱动方案通常需要使用外部限流电阻来限制LED电流,使得驱动电路实现对LED的电流控制。
然而,由于LED的电压漂移和电流特性的影响,恒压驱动方案在LED亮度、颜色一致性和驱动效率方面存在一定的局限性。
混合驱动方案结合了恒流驱动和恒压驱动的优点。
这种方案通过在恒流和恒压驱动方案中切换来实现对LED的驱动。
当LED工作在低电压下时,使用恒流驱动方案以提供恒定的电流;当LED工作在高电压下时,使用恒压驱动方案以提供恒定的电压。
混合驱动方案可以兼顾恒流驱动和恒压驱动的优点,使得LED能够在不同工作条件下得到最佳的电流和电压驱动。
然而,混合驱动方案的设计复杂度较高,需要考虑驱动状态的切换和控制,因此在实际应用中的使用较少。
除了上述三种常见的车用LED驱动方案外,还有其他一些特殊情况下的驱动方案。
例如,多串联驱动方案可以通过在多个LED灯之间串联使用,来实现更高的亮度和功率输出。
此外,PWM(脉宽调制)驱动方案可以通过改变LED的开关周期和占空比来控制LED的亮度。
LED恒流、恒压供电的利与弊
现在有关这个问题有很多各种不同似是而非的说法,有人说:在LED的伏安特性上,电压定了,电流也就定了。
所以采用恒压和恒流效果是一样的。
有人说LED并联时就应该采用恒压电源供电,而LED串联时就应该采用恒流电源供电;有
人说,因为LED是恒流器件,所以要用恒流源供电;有人说,采用市电供电时就应该采用恒压电源供电,采用蓄电池供电时,就应该采用恒流电源供电。
至于为什么这样要求,似乎谁也说不明白。
那么,到底是应该采用恒压电源,还是恒流电源供电呢?
首先来看一下LED到底是什么样的器件。
因为LED的亮度是和它的正向电流成正比,而且一些LED的结构决定了它的散热也就是功耗。
所以大多数LED会给出额定电流,例如Φ5为20mA,1W 的为350mA…等,但这并不等于LED只能
工作于这些额定电流,更不意味着LED就是一个恒流器件。
例如Cree的1 瓦LED和3瓦LED是同一型号,电流从350mA 加大到700mA,功率就从1W 加大成3W,所以这个LED可以工作在350-700mA之间的任意值。
要深入了解这个问题首先要知道LED的伏安特性。
1.
LED 的伏安特性
LED 的中文名字就是发光二极管,所以它本身就是一个二极管。
它的伏安特性和一般的二极管伏安特性非常相似。
只不过通常曲线很陡。
例如一个20mA的草帽LED的伏安特性如图1所示。
图1. 小功率LED的伏安特性
假如用干电池或蓄电池供电,那么因为LED伏安特性的非线性,很小的电压变化就会引起很大的电流变化,上图中电源电压在3.3V时正向电流为20mA的LED,如果用3节干电池供电,新的电池电压超过1.5V,3节就是4.5V,LED 的电流就会超过100mA,很快就会烧坏。
对于1W的大功率LED也是如此,图2是某公司1W的LED伏安特性,而一个
12V蓄电池的电压,在充满电到快放完电的电压可以从14.5V降到10.5V。
相差将近20%。
从伏安特性上可以看出,电源电压的10%的变化(3.4V-3.1V),就会引起正向电流的3.5倍的变化(从350mA变到100mA)。
图2. 1W大功率LED的伏安特性
2.伏安特性的温度系数
到现在为止,还有很多人以为LED电压定了,电流也就定了,所以采用恒压和恒流是一样的。
实际上,LED的伏安特性并不是固定的,而是随温度而变化的,所以电压定了,电流并不一定,而是随温度变化的。
这是因为是LED是一个二极管,它的伏安特性具有负温度系数的特点。
图4. 串联电阻只能减小温度的影响,而不能消除其影响
4.几个LED并联,能不能用恒压电源?
由于LED伏安特性的离散性,不但不同厂家生产的同样瓦数的LED伏安特性不一样,就是同一厂家生产的同一型号的LED其伏安特性也是不同的。
图5. 不同厂家和同一厂家生产的LED伏安特性的离散性
很明显,假如用恒压电源3.4V供电,显然流过每个LED的电流都不一样,每个LED的亮度也就不一样。
所以不能采用恒压电源供电。
5. 多个LED并联后,采用恒压电源供电,能不能用不同的串联电阻来使电流平衡?
在常温下是可以的,但在温升以后就不能保持了。
图6中就显示了这个问题,常温下的LED伏安特性以实线表示,两个LED的伏安特性在斜率上略有区别,在用恒压电源Vo供电时,选用不同的电阻,可以得到同样的正向电流Io。
但是当温度升高时,其伏安特性左移,如虚线所示。
因为还是原来的恒压和原来的电阻,此时的电流却变成了I1和I2。
不等于原来的Io了。
图6. 串联电阻可以在常温下保持其电流不变,但在温升以后就不能保持电流平衡。
6. N个LED串联后,假如用恒压电源供电,其温度效应(由温升而引起的电流增加)将会扩大N 倍,
这是因为所有LED串联以后相当于各个LED的伏安特性沿电压轴串联
,
图6. 多个LED串联,相当于多个伏安特性在恒流点叠接,加电以后温度上升,所有伏安特性左移。
温升以后,N个伏安特性都左移,就使电流的增加也加大了N倍。
如果采用恒流电源供电,那么温升以后,仍然能够保持电流恒定为Io。
7.多个LED串联时,采用恒流电源供电时,可以利用伏安特性的温度效应推测其结温的上升度数在很多应用中(例如日光灯、路灯),往往将很多LED串联,这时候,LED的温度系数效应就更加明显。
因为采用恒流电源供电时其效果相当于把每一个LED的伏安特性沿电压轴叠加。
假如温升为60度,那么伏安特性将会向左偏移0.12V,如果10个LED 串联,所有伏安特性全部左移,总偏移就会达到1.2V。
这是相当可观的数字。
反过来也可以利用LED的这种特性来测量其结温,例如有一个10串3并的LED组合,在接上恒流电源以后,测得其正向压降从32.3V降低到30.6V。
变化达1.7V。
那么可以推测其结温升高为1.7/10/.002=85度
8.恒流供电时,在串并联电路中如何保证每串的电流均衡假如用恒流电源只供给一串LED,那当然是最理想的了。
但是,假如要供给几串并联的LED那如何能保证每串中的电流一样呢?是的,假如用恒流源供给几串并联的LED,由于LED 伏安特性的离散性,各串的电流是一定不一样的。
但是实际上,由于各串LED不大可能某一串里都是正向电压偏低的,另一串里都是正向电压偏高的。
而是会相对均匀分布,所以各串之间的电流不会相差很大。
9.在恒流供电的串并联电路中,如何避免因某个LED损坏所引起的问题假如只是两串并联,而且其中某一串的一个
LED 坏了(开路),这时候不但这一串不亮,而且所有的电流都会流到另一串,使得另一串的电流加大一倍,用不了多
久也会坏掉。
为了避免一个坏了一串不亮,那么可以采用全部并串联的方法,也就是每串中的任何一个都和其他串中的
同样位置的LED并联。
这样,任何一个坏了(开路),只是这一个不亮,其余的LED仍然都亮。
但是假如并联的LED
只有两串,其中有一个LED开路了,电流就都流到和它并联的另一个LED中去,它的电流也加大一倍,使得这一个
LED 寿命不长,很快烧掉;假如烧坏是开路,那么就会导致所有LED全部不亮,但其它的LED损害并不严重,因为没
有长期工作于过流状态。
为了减小某一个LED损坏以后对其它LED的影响,希望并联的LED串数越多越好。
图7中画出了3串5并而且同行相并的图。
这时候,某一个LED 坏了,总电流分散到其余的4个LED中,总电流在每一行所有并联的LED中分配,正向电压偏低的LED分到的电流就会大一些。
但不致造成太大的危害。
图7. 三串五并中的每一个LED都和其它串中同样位置的LED相并联而且只是这一行的电流分到其余4 路中去,而其它几行都还是和原来一样。
假如LED坏的时候是短路而不是开路,那么这一行的其它几个LED就都不亮了。
当然为了避免这个现象,最好的办法是在每个LED上都并联一个稳压管,而各串之间不要并联。
这时候任何一个LED坏了(开路),稳压管就导通,电流的分配关系变化很小。
短路则就是少一个LED发光。
图七. 每个发光二极管都并联一个稳压管采用这种方法以后,就不需要再同行并联了。
总结以上叙述可以列表如
下:
结构
单独一串两串并联任何一个坏了(开路)
这一串开路不亮
这一串不亮,另一串所有LED 电流加倍,寿命缩短,
很快都坏
任何一个坏了(短路)
这一个不亮
这一个不亮,这一串电流略为加大
两串中两两并联N 串同行并联这一个不亮,同行另一个电流加倍,很快坏掉;如为开这一个不亮,和它并联的另一个也路,所有不亮,如为短路这一行两个LED不亮不亮
这一个不亮,同行其余电流加大N/(N-1)倍,N 越大这一个不亮,和它并联的其它各个越安全也都不亮
每个LED并联稳压管,各串
并联只是这一个不亮,对其它影响不大只是这一个不亮
那么是不是恒压电源在LED照明中就无用武之地了呢?完全不是这样。
10.在市电LED路灯中采用恒压开关电源加恒流模块的方法供电任何市电供电的系统里,都需要一个AC/DC的开关电源。
有两种供电方法,一种是在开关电源里加上恒流反馈控制电路,保证输出电流恒定。
但是这种方法大多只能单路大电流输出,而且恒流的精度不高。
还有一种是,前面采用恒压电源,后面加很多路恒流模块,这种方案灵活性很高,恒流精度也高。
例如一个150W-300W的市电LED 路灯供电方案图如下:
而且,这种结构的最大优点是可以程序调光,可节省能源达40%以上。