本文主要是針對幾種不同LED路燈的應(yīng)用,提出了適合的架構(gòu),并對其優(yōu)缺點進(jìn)行分析,以便讓讀者能根據(jù)具體狀況和設(shè)計的路燈種類,找到最合適的方案。
LED路燈 是LED照明 中一個很重要應(yīng)用。在節(jié)能省電的前提下,LED路燈取代傳統(tǒng)路燈的趨勢越來越明顯。市面上,LED路燈電源 的設(shè)計有很多種。早期的設(shè)計比較重視低成本的追求;到近期,共識漸漸形成,高效率及高可靠性才是最重要的。
方案一：直接AC輸入,對6串LED 分別做恒流控制
在本文介紹的幾種方案之中,這一種方案應(yīng)該是目前效率最高、電路成本最低的方案(圖1)。直接用光電 耦合器對初級側(cè)電路進(jìn)行回溯控制,調(diào)節(jié)輸出電壓。相對于其它傳統(tǒng)方案,該方案的開關(guān) 損耗少。將CS的電壓固定在0.25V,對6串LED分別做恒流控制。IC 會偵測FB的位置,將電壓最低那串LED固定在 0.5V。此時由于各串LED的Vf值的總和不同,產(chǎn)生的壓降會落在MOS管上,導(dǎo)致一些損耗。如果是一般對Vf分BIN篩選過后的LED,損耗應(yīng)該可以控制在2%以內(nèi),少于一般的開關(guān)損耗。該方案的優(yōu)點是效率高、成本低,缺點是AC輸入、需要較多的研發(fā)成本。該方案適用于可以用AC直接輸入的路燈。
方案二：DC或電池輸入,對6串LED分別做恒流控制
它采用多串的升壓結(jié)構(gòu)設(shè)計,LED驅(qū)動 的方式與前一種類似,差別在于由AC輸入改為DC或是由電池輸入(圖2)。低壓側(cè)傳感的設(shè)計只要選擇適當(dāng)?shù)腗OS管,LED可以串相當(dāng)多的顆數(shù)。相對于AC輸入的方案,其設(shè)計較為簡單。但由于多了一次升壓的開關(guān),效率相對較低。方案的優(yōu)點是設(shè)計簡單、電路成本低,缺點是效率較低。它適合太陽能電池 或通過適配器輸入的路燈。
方案三：單串降壓結(jié)構(gòu)
有些廠商仍喜歡用單串的設(shè)計,優(yōu)點是維修容易,而且可以做模塊化設(shè)計。不同功率 的路燈可以使用相同的燈條,只要更換面板 ,插上不同數(shù)目的燈條,就可以組合出各種不同功率的路燈。但它的缺點是每一串都需要獨立的電源模塊 ,成本較高,而降壓的結(jié)構(gòu)會讓LED的數(shù)目受限于IC的耐壓。在圖3所示的例子中,LED最多串到 14顆,如果要設(shè)計20W的燈條,就需要使用700mA的LED。為了使效率達(dá)到最高,必需針對LED的數(shù)目來調(diào)節(jié)輸入電壓,也就是適配器的輸出電壓。以 10顆LED為例,如果要達(dá)到最高效率,就必須把輸入電壓調(diào)到約42V左右。
該方案的優(yōu)點是降壓結(jié)構(gòu)效率較高、單串設(shè)計、配置較為靈活,缺點是電路成本較高、LED串聯(lián)數(shù)目受限于IC耐壓。它適合通過適配器輸入的路燈
方案四：串串升壓結(jié)構(gòu)的電源設(shè)計方案
同樣的單串設(shè)計,升壓結(jié)構(gòu)(圖4)會較降壓結(jié)構(gòu)的效率低,但是LED串聯(lián)的數(shù)目不再受限于IC的耐壓,而是由MOS來決定,因而可以串聯(lián)較多的LED。由于大多數(shù)的太陽能電池的輸出電壓都不高,因此太陽能路燈 較適合使用升壓結(jié)構(gòu)。而選用電流模式的恒流設(shè)計,可以讓輸出電流較不受輸入電壓變化的影響,在電池滿載以及快沒電時,都能讓路燈維持相同的亮度。
該方案的優(yōu)點是串聯(lián)LED數(shù)目不受IC耐壓限制,缺點是電路成本較高,效率較降壓結(jié)構(gòu)稍低。它適合太陽能路燈。
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