LED所应用的电源环境有AC/DC和DC/DC变换器两种方式,所以驭动芯片的选择也要从这两方面考虑。目前LED均采用直流驱动,因此在市电与LED之间需要加一个电源适配器即LED驱动电源。它的功能是把交流市电转换成适合LED的直流电。根据电网的用电规则和LED的驱动特性要求,选择和设计LED驱动电源。
1.驱动器需要适合LED的工作特性
大功率LED是低电压,大电流的驭动器件,当LED电压变化很少时,电流变化很大。LED发光的强度由流过LED的电流决定,电流过大会引起LED的发光性能衰减,电流过小会影响LED的发光强度,因此,驱动LED的电源需要提供恒流电源,以保证大功率LED使用的安全性,同时达到理想的发光强度。
G220/C600系列驱动器提供的是一个脉冲的恒电流电源,其电流脉冲的频率和占空比可以调整,该驭动器提供恒定的电流并充分可控。由于采用脉冲供电,LEI)处于间歇工作的状况,LED的温升比较慢,延长了大功率LED的使用寿命。另外.该驱动器是高频工作,充分利用了LED内荧光粉的余辉效应,不但不会有光的闪烁现象,还进一步提高了LED的发光效率。所以,与同类驱动器相比,基于G220/C600系列IC设计的LED驱动电源将会提高大功率LED的光通量。
2. LED驱动器具备高可书性
目前,照明LED灯的价格还是比较高,LED驭动器的可靠性低,制约着LEI)在照明领域的发展。LED驱动电源的成本只占LED照明系统成本的很小部分,但它关系到整个系统性能的
可靠性。就目前LED在照明领域的推广应用而言,应根据照明应用的特殊要求,开发更多功能更可靠的LED驱动器,在照明领域应用的LED驭动器除了常规的保护功能外,应在恒流
输出中增加LED温度负反馈,防止LED温度过高。图1一15是CREE公司XL7090LED的温度与电流曲线图,由图1一15可知,在大功率LED应用中,LED能承受的电流与温度有一定的关系。所以在LED驱动器设计时,要设有过热保护电路。
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。有些LED灯应用在户外,如LED路灯。由于电网负载的启停和雷击的感应,从电网系统会侵人各种浪涌,有些浪涌会导致LID损坏。因此LED驱动电源要有抑制浪涌的侵人,保护LED不被损坏的能力。在实际应用中,电网的浪涌电压是随机存在。尤其在雷雨季节,雷电的浪涌电压会通过电源线传导到LED驭动电源,所以在设计LED驱动器及LED灯具时,要在整个产品上加上浪涌抑制器,以在浪涌发生时保护LED驱动器及LED灯具。
LED是低电压的产品,而枯个灯具又是高压的,在设计中要考虑对人体的安全性,高压和低压电路需要有效的隔离,以符合整个产品的安全性。
3.高功率因数
功率因数是加在负载上的电压和电流波形之间的相角余弦。 加在负载上的电压和电流波形之间存在相位差导致的不良结果之一是供电效率降低,其二是产生过多的高次谐波。大量的高次谐波反馈到主输人(电网),造成电网被高次谐波污染。功率因数是电网对负载的要求。一般70W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
率因数低一点对电网的影响不大,但同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。
随着节能理念的深人人心,大功率LED的发展日趋成熟,“功率因数”的指标也被LED电源驱动行业提上议题,交流系统里实际功率等于视在功率乘以功率因数。目前,基本上所有的电源都有功率因数的指标,所以在LED驭动器的设计中,必须满足标准对功率因数指标的要求。
4.高效率
在由RC构成的LED驱动电路中,驱动1W的LED需要9.6W的输人功率。从这个数据可知,整个效率才10%左右。而第三代LED骆动IC产品,在220V工作条件下。输人电流仅为11mA,CREE公司生产的XL7090系列的LED驱动IC,输出电流为600mA。电压为3.3V,整个输人功率为2.42W;输出功率为1. 98W;功率因数为0.9999,整个电源的效率可达到81%左右。
5.长寿命
LED在一定的条件下,寿命可达10万h。而整个LED灯具如果要有如此长时间,那整个电源的结构要改变。传统电源在输入端都有高压电解电容,好的高压电解电容最长寿命不到1万h,正常为4000h或6000h.在LEI〕照明领域如果考虑传统的电源方式。显然它的寿命会很短,在设计时应采用金属电容,因为金属电容中无电解液,整个电容寿命达到5万h,通过这个改变,新一代LED驱动器至少能达到3万h。从而符合整个LED灯具的需求.