本文討論了普通工業(yè)LED照明系統(tǒng)的實際必要性。它介紹了用于可調(diào)光LED燈具的各種設(shè)計以及LED本身的一些基本原理。此外，還包括挑戰(zhàn)當今電力電子設(shè)計工程師的一些要求。
大功率工業(yè)照明燈具中的LED
與傳統(tǒng)的“基于鎮(zhèn)流器”的系統(tǒng)相比，大功率工業(yè)發(fā)光二極管（LED）燈具使用串聯(lián)的高亮度（HB）LED串來生產(chǎn)出卓越的照明燈具。HB-LED以串聯(lián)或串聯(lián)-并聯(lián)方式配置。它們需要恒流，恒壓（CC-CV）電源，其工作電壓范圍為50W至200W。通過通用的離線AC電壓運行的工業(yè)LED照明系統(tǒng)必須具備在各種輸入和輸出工作條件下維持高功率因數(shù)的能力。例如，要滿足能源部（DOE）的固態(tài)照明的能源之星計劃，明確要求大于5W的住宅和商業(yè)燈具的最小功率因數(shù)分別為0.7和0.9。此外，歐洲標準EN61000-3-2
圖1所示的框圖突出了典型工業(yè)LED照明系統(tǒng)的功能要求。盡管并非總是如此，但在此示例中，PFC功能顯示在LED驅(qū)動器模塊的外部。有幾種廣泛接受的控制方法用于實現(xiàn)PFC，但對于25W
LED驅(qū)動器由DC-DC轉(zhuǎn)換器組成。負載控制；LED專用功能，例如調(diào)光；以及任何必要的保護功能。DC-DC轉(zhuǎn)換器提供與AC電源的安全隔離，同時將高壓PFC輸出轉(zhuǎn)換為適合LED負載要求的DC電流。當在大功率LED燈具中使用多個串并聯(lián)的LED串時，LED負載控制對于電流共享是必不可少的。
在某些情況下，圖1所示的DC-DC和負載控制模塊可以組合在一起，其中負載控制將CC-CV反饋信息提供給DC-DC轉(zhuǎn)換器。在正常操作下，LED驅(qū)動器應(yīng)在CC調(diào)節(jié)下運行。但是，有時驅(qū)動程序應(yīng)以CV模式運行。
例如，如果LED燈串電壓增加到超過某個最大額定值，則驅(qū)動器需要通過從CC模式更改為CV模式來快速響應(yīng)，以保護DC-DC轉(zhuǎn)換器功率級組件。當驅(qū)動器以CV模式工作時，應(yīng)限制或折返LED電流，以為LED負載提供過流保護。除電源轉(zhuǎn)換和負載控制外，驅(qū)動器的第二個功能是啟用調(diào)光功能。
有許多不同的配置可用于操作可調(diào)光LED燈具。工業(yè)LED照明系統(tǒng)通常將模擬或PWM調(diào)光接口與占用傳感器，日光傳感器和其他控件結(jié)合使用，以優(yōu)化最有效的照明使用。模擬調(diào)光使用1V-10V（或0V-10V）的DC控制電壓通過控制LED的DC電流來線性地調(diào)節(jié)LED的亮度。1V-10V的控制電壓可將LED調(diào)光范圍從100％（10V）調(diào)整為10％（1V）。由于光輸出只能調(diào)低至10％，因此需要單獨的開關(guān)進行開/關(guān)控制。
高功率因數(shù)，安全隔離，調(diào)光兼容性，恒定電流精度和LED負載控制是當今電力電子設(shè)計工程師面臨的一些挑戰(zhàn)性要求的例子。在保持高效率的同時，如何開始權(quán)衡滿足這些要求的權(quán)衡呢？在此功率范圍內(nèi)，適合于LED驅(qū)動器的不同功率拓撲之間有哪些考慮因素？業(yè)界還使用其他哪些CC-CV LED均流方法？飛兆半導(dǎo)體如何滿足這些需求？
要獲得答案，請務(wù)必不要錯過2014年飛兆半導(dǎo)體電源研討會系列，在該系列中我們將深入研究細節(jié)，推出適用于大功率工業(yè)照明的可擴展100W LED驅(qū)動器的分步設(shè)計方法。夾具。磁性元件設(shè)計，柵極驅(qū)動，PFC和模擬電路設(shè)計也將以某種方式呈現(xiàn)，它們有望與電力電子工程師相關(guān)，因為電力電子工程師的興趣可能并不專門針對LED驅(qū)動器應(yīng)用。
結(jié)論
高亮度（HB）LED是高功率工業(yè)照明燈具的骨干，本文討論了它們的功能以及如何產(chǎn)生如此大量的亮度。在2014年飛兆半導(dǎo)體電源研討會系列中將介紹有關(guān)此主題的更詳細信息，包括適用于同一應(yīng)用的可擴展100W LED驅(qū)動器的逐步設(shè)計方法。 |
