本文主要是關于led恒流驅動電源的相關介紹,并著重對led恒流驅動電源接線圖及其接法進行了詳盡的闡述。
led恒流驅動電源
led恒流驅動電源是把電源供應轉換為特定的電壓電流以驅動LED發光的電壓轉換器,引通常情況下:LED驅動電源的輸入包括高壓工頻交流(即市電)、低壓直流、高壓直流、低壓高頻交流(如電子變壓器的輸出)等。而LED驅動電源的輸出則大多數為可隨LED正向壓降值變化而改變電壓的恒定電流源。
用恒流的原因
1)LED是一個非線性器件,正向電壓的微小變化會引起正向電流的很大變化!
例如:3.3V時為20mA的LED,用三節干電池供電,新電池電壓可達4.5V,電流超過100mA,大了5倍,很容易燒毀。
2)1W大功率LED,如果正向電壓變化10%(從3.4V降低到3.1V),會引起正向電流從350mA降低到100mA,變化3.5倍。
3)LED的光輸出正比于正向電流
如圖一:如果正向電流從350mA降低到100mA,其光輸出就會減少70%之多。
4)LED是一個半導體二極管,它的伏安特性隨溫度而變化(-2mV/oC)
如圖二:假如用恒壓電源供電:溫度增加至85度,正向電流從20mA增加至35-37mA,而亮度不增加溫度降低至-40度時,正向電流從20mA降低至8-10mA,亮度降低所以不能用恒壓源供電,而必須用恒流源供電。
電源類別
1.直流入-直流出(DC/DC)
1.1按照輸入輸出電壓關系又可分為以下幾種:
a.升壓型恒流驅動
b.降壓型恒流驅動
c.升降壓型恒流驅動
d.單電感式
e.雙電感式
2.1AC/DC恒流源的分類
a.非隔離型(在特定情況下符合安規要求)
b.隔離型(符合安規要求)
特點
根據電網的用電規則和led恒流驅動電源的特性要求,在選擇和設計時要考慮到以下幾點:
1.高可靠性 特別像LED路燈的驅動電源,裝在高空,維修不方便,維修的花費也大。
2.高效率 LED是節能產品,驅動電源的效率要高。對于電源安在燈具內的結構,尤為重要。因為LED的發光效率隨著LED溫度的升高而下降,所以LED的散熱非常重要。電源的效率高,它的耗損功率小,在燈具內發熱量就小,也就降低了燈具的溫升。對延緩LED的光衰有利。
3.高功率因素 功率因素是電網對負載的要求。一般70瓦以下的用電器,沒有強制性指標。雖然功率不大的單個用電器功率因素低一點對電網的影響不大,但晚上大家點燈,同類負載太集中,會對電網產生較嚴重的污染。對于30瓦~40瓦的LED驅動電源,據說不久的將來,也許會對功率因素方面有一定的指標要求。
4.驅動方式 現在通行的有兩種:其一是一個恒壓源供多個恒流源,每個恒流源單獨給每路LED供電。這種方式,組合靈活,一路LED故障,不影響其他LED的工作,但成本會略高一點。另一種是直接恒流供電,LED串聯或并聯運行。它的優點是成本低一點,但靈活性差,還要解決某個LED故障,不影響其他LED運行的問題。這兩種形式,在一段時間內并存。多路恒流輸出供電方式,在成本和性能方面會較好。也許是以后的主流方向。
5.浪涌保護 LED抗浪涌的能力是比較差的,特別是抗反向電壓能力。加強這方面的保護也很重要。有些LED燈裝在戶外,如LED路燈。由于電網負載的啟甩和雷擊的感應,從電網系統會侵入各種浪涌,有些浪涌會導致LED的損壞。因此LED驅動電源要有抑制浪涌的侵入,保護LED不被損壞的能力。
6.保護功能 電源除了常規的保護功能外,最好在恒流輸出中增加LED溫度負反饋,防止LED溫度過高。
7.防護方面 燈具外安裝型,電源結構要防水、防潮,外殼要耐曬。
8.驅動電源的壽命要與LED的壽命相適配。
9.要符合安規和電磁兼容的要求。
隨著LED的應用日益廣泛,LED驅動電源的性能將越來越適合LED的要求。
分類
按驅動方式可分為兩大類:
(1)恒流式:
a、恒流驅動電路輸出的電流是恒定的,而輸出的直流電壓卻隨著負載阻值的大小不同在一定范圍內變化,負載阻值小,輸出電壓就低,負載阻值越大,輸出電壓也就越高;
b、 恒流電路不怕負載短路,但嚴禁負載完全開路。
c、 恒流驅動電路驅動LED是較為理想的,但相對而言價格較高。
d、
應注意所使用最大承受電流及電壓值,它限制了LED的使用數量;
(2)穩壓式:
a、當穩壓電路中的各項參數確定以后,輸出的電壓是固定的,而輸出的電流卻隨著負載的增減而變化;
b、穩壓電路不怕負載開路,但嚴禁負載完全短路。
c、以穩壓驅動電路驅動LED,每串需要加上合適的電阻方可使每串LED顯示亮度平均;
d、 亮度會受整流而來的電壓變化影響。
按電路結構方式分類
(1)電阻、電容降壓方式:通過電容降壓,在閃動使用時,由于充放電的作用,通過LED的瞬間電流極大,容易損壞芯片。易受電網電壓波動的影響,電源效率低、可靠性低。
(2)電阻降壓方式:通過電阻降壓,受電網電壓變化的干擾較大,不容易做成穩壓電源,降壓電阻要消耗很大部分的能量,所以這種供電方式電源效率很低,而且系統的可靠也較低。
(3)常規變壓器降壓方式:電源體積小、重量偏重、電源效率也很低、一般只有45%~60%,所以一般很少用,可靠性不高。
(4)電子變壓器降壓方式:電源效率較低,電壓范圍也不寬,一般180~240V,波紋干擾大。
(5)RCC降壓方式開關電源:穩壓范圍比較寬、電源效率比較高,一般可以做到70%~80%,應用也較廣。由于這種控制方式的振蕩頻率是不連續,開關頻率不容易控制,負載電壓波紋系數也比較大,異常負載適應性差。
(6)PWM控制方式開關電源:主要由四部分組成,輸入整流濾波部分、輸出整流濾波部分、PWM穩壓控制部分、開關能量轉換部分。PWM開關穩壓的基本工作原理就是在輸入電壓、內部參數及外接負載變化的情況下,控制電路通過被控制信號與基準信號的差值進行閉環反饋,調節主電路開關器件導通的脈沖寬度,使得開關電源的輸出電壓或電流穩定(即相應穩壓電源或恒流電源)。電源效率極高,一般可以做到80%~90%,輸出電壓、電流穩定。一般這種電路都有完善的保護措施,屬高可靠性電源。
led恒流驅動電源接線圖
LED電源有很多種類,各類電源的質量、價格差異非常大,這也是影響產品質量及價格的重要因素之一。LED驅動電源通常可以分為三大類,一是開關恒流源,二是線性IC電源,三是阻容降壓電源。
1、開關恒流源
采用變壓器將高壓變為低壓,并進行整流濾波,以便輸出穩定的低壓直流電。開關恒流源又分隔離式電源和非隔離式電源,隔離是指輸出高低電壓隔離,安全性非常高,所以對外殼絕緣性要求不高。非隔離安全性稍差,但成本也相對低,傳統節能燈就是采用非隔離電源,采用絕緣塑料外殼防護。開關電源的安全性相對較高(一般是輸出低壓),性能穩定,缺點是電路復雜、價格較高。開關電源技術成熟,性能穩定,是目前LED照明的主流電源。
2、線性IC電源
采用一個IC或多個IC來分配電壓,電子元器件種類少,功率因數、電源效率非常高,不需要電解電容,壽命長,成本低。缺點是輸出高壓非隔離,有頻閃,要求外殼做好防觸電隔離保護。市面上宣稱無(去)電解電容,超長壽命的,均是采用線性IC電源。IC驅電源具有高可靠性,高效率低成本優勢,是未來理想的LED驅動電源。
3、阻容降壓電源
采用一個電容通過其充放電來提供驅動電流,電路簡單,成本低,但性能差,穩定性差,在電網電壓波動時及容易燒壞LED,同時輸出高壓非隔離,要求絕緣防護外殼。功率因數低,壽命短,一般只適于經濟型小功率產品(5W以內)。功率高的產品,輸出電流大,電容不能提供大電流,否則容易燒壞,另外國家對高功率燈具的功率因數有要求,即7W以上的功率因數要求大于0.7,但是阻容降壓電源遠遠達不到(一般在0.2-0.3之間),所以高功率產品不宜采用阻容降壓電源。市場上,要求不高的低端型的產品,幾乎全部是采用阻容降壓電源,另外,一些高功率的便宜的低端產品,也是采用阻容降壓電源。
led恒流驅動電源接法
LED燈具中,連接方法有很多種。其中LED鋁基板,LED驅動電源的線路串并原理很多,需要將多個LED進行排列組合在一起,可靠的LED連接方法對提高LED燈工作效率及壽命有很大作用。
目前LED燈的連接方法有:整體串聯形式,帶并聯齊納二極管串聯形式,整體并聯形式,獨立匹配并聯形式,混聯形式,先串后并,先并后串,交叉排列等等。
LED燈的應用取決于應用要求,LED參數和數量,輸入電壓,效率,散熱管理,尺寸和布局限制及光學等以滿足較大范圍,較高亮度,動態顯示,色彩變幻等。
1 燈具電性能 LED照明燈在標稱的額定電源電壓及額定頻率下工作時,其實際消耗的功率與額定功率之差不應大于10%,功率因素不應小于0.92。 2 防護等級 LED路燈防護等級A級品不應低于IP67;B級品不應低于IP66;C級品不應IP65。 3 平均壽命 LED路燈的額定平均壽命不應低于30000h。
L:接220v交流火線
N:接220v交流零線
FG:接大地
G:直流輸出的地
+5v:輸出+5V點的端口
ADJ:是在一定范圍內調輸出電壓的,開關電源上輸出的額定電壓本來出廠時是固定的,也就是標稱額定輸出電壓。設置此電位器可以讓用戶根據實際使用情況在一個較小的范圍內調節輸出電壓。一般情況下是不需要調整它的
結語
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