解密! LED照明驱动器的选择与设计技巧

1. LED驱动器的一般要求LED的排列和LED光源的规格确定了基本的驱动器要求。

LED驱动器的主要功能是在一定范围的工作条件下限制流过LED的电流,而不管输入和输出电压的变化如何。

LED驱动器的基本工作电路图如图1所示。

表示交流线电压和LED之间没有物理电气连接(即输入和输出)。

最常用的一种是使用变压器进行电气连接。

隔离,而“非隔离”不使用高频变压器进行电气隔离。

值得一提的是,在LED照明的设计中,可以将AC-DC电源转换和恒流驱动电路的两个部分配置为不同的配置:(1)整体配置,即两者融合在一起,并且位于灯具中的照明设备中,此配置的优点包括优化能源效率和简化安装; (2)分布式配置,即两者分开存在。

此配置简化了安全考虑,并增加了灵活性。

2.如何选择LED驱动模式。

如今,市场上典型的LED驱动器包括两种类型,即线性驱动器和开关驱动器。

其应用范围大致如图2所示。

例如,由于线性度,开关稳压器用于电流大于500mA的大电流应用。

驱动器受其自身结构的限制,无法提供如此大的电流。

在电流小于200mA的低电流应用中,通常使用线性稳压器或单独的稳压器;在200至500mA的中等电流应用中,都可以使用线性稳压器,也可以使用开关稳压器。

开关稳压器的能源效率很高,并且可以提供出色的亮度控制。

线性稳压器具有相对简单的结构,易于设计,提供稳定的电流和过流保护,并且没有电磁兼容性(EMC)问题。

在低电流LED应用中,尽管电阻驱动器成本低廉且结构简单,但在低压条件下,这种类型的驱动器的正向电流仍然很低,这将导致LED亮度不足,并在诸如负载之类的瞬态条件下转储,LED可能已损坏;电阻是一个耗能元件,整个方案的能量效率很低,如图3所示。

例如,在使用DC-DC电源的LED照明应用中,可以使用的LED驱动方法包括电阻基本应用原理图如图4所示。

在电阻型驱动方法中,可以通过调节与LED串联的电流检测电阻来控制LED的正向电流。

这种驱动方法易于设计,成本低廉,并且没有电磁兼容性(EMC)问题。

缺点是它取决于电压,需要屏蔽。

(定位)LED的能效低。

线性稳压器还易于设计并且没有EMC问题。

它还支持电流稳定和过电流保护(折返),并提供外部电流设定点。

缺点是功耗问题,输入电压必须始终高于正方向。

电压高,能源效率不高。

开关稳压器通过PWM控制模块连续控制开关(FET)的导通和关断,从而控制电流。

开关稳压器具有更高的能源效率,与电压无关,并且可以控制亮度。

缺点是成本相对较高,复杂度较高,并且存在电磁干扰(EMI)问题。

LED DC-DC开关稳压器的常见拓扑包括不同的类型,例如降压,升压,降压-升压或单端初级电感转换器(SEPIC)。

其中,当在所有工作条件下最低输入电压大于LED串的最大电压时,采用降压结构,例如使用24 Vdc串联驱动6个LED;例如,使用24 Vdc驱动6个LED。

相反,在所有工作条件下,当最大输入电压小于最小输出电压时,采用Boost结构,例如使用12 Vdc串联驱动6个LED;当输入电压和输出电压范围重叠时,可以使用降压-升压或SEPIC结构,例如使用12 Vdc或12 Vac串联驱动4个LED,但是这种结构的成本和能效最不令人满意。

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