根据电网的用电规则和LED驱动电源的特性要求,在选择和设计LED驱动电源时要考虑到以下几点:
1.高可靠性:特别像LED路灯的驱动电源,装在高空,维修难,花费大。
2.率:LED发光效率随温度升高而下降,所以散热非常重要。尤其电源安装在灯具内
LED是节能产品,驱动电源,耗损功率小,灯具内发热量就小,利于降低灯具温升。延缓LED光衰。
3.高功率因数:功率因数是电网对负载的要求。一般70瓦以下的用电器,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,但晚上大家点灯,同类负载太集中,会对电网产生较严重的污染。对于30瓦~40瓦的LED驱动电源,据说不久的将来,也许会对功率因数方面有一定的指标要求。
正向压降(VF)和正向电流的(IF)关系曲线,由曲线可知,当正向电压超过某个阈值(约2V),即通常所说的导通电压之后,可近似认为,IF与VF成正比。见表是当前主要亮LED的电气特性。由表可知,当前亮LED的高IF可达1A,而VF通常为2~4V。
由于LED的光特性通常都描述为电流的函数,而不是电压的函数,光通量(φV)与IF的关系曲线,因此,采用恒流源驱动可以更好地控制亮度。
由于受到LED功率水平的限制,通常需同时驱动多个LED以满足亮度需求,因此,需要的驱动电路来点亮LED。
1.阻容降压:利用电容在交流下的阻抗限制输入电流,获得直流电平给LED供电。结构简单,成本低廉,输入非隔离方案,有安全隐患。转换效率很低,无法做到恒流控制。
2. 隔离反激电路:利用反激电路,通过变压器在副边产生直流电平,
再通过光耦将此电平的纹波反馈回原边,从而自激稳定。
电路符合安规认定要求,且输出恒流精度较好,转换效率较高。但由于需要光耦和副边恒流控制电路,导致系统复杂,体积大,成本高。
原边方案:通过完全在交流原边控制输出的电源和电流,可以做到5%的恒流精度,副边仅需简单的输出电路即可。
原边主要依靠辅助边的反馈来控制输出电压,依靠限流电阻对原边电流的控制,同时乘以匝比来控制输出电流的精度。
原边方案继承了隔离反激电路的种种优点,同时架构简单,可以做到小体积和低成本。
原边的恒流精度问题:由于变压的生产精度难以控制,导致原边方案在使用低质量变压器时,输出电流漂移较大。所以,原边方案通过改进增加了副边恒流控制电路,这样虽然比普通的原边方案复杂了,但是对比反激方案,仍然可以省去光耦等,系统。
通常,电荷泵驱动方式的效率会随着输入电压的变化而变化,在电压变化范围大的应用中,其效率比较低;而在电压变化范围比较小的应用中,只有当输入和输出电压之间是整倍数关系时,它的效率才能达到大,但这在电池供电的实际应用中很难达到。反观电感的转换效率不太受电压干扰,应用限制也比电荷泵要少。
通过线性稳压器来转换电压会面临功耗问题,这种方式比较适合用于需要回避噪声(比如汽车音响)因而不能采用开关方式的转换电路中。而开关方式的特点是转换效率非常高,但它也有噪声的问题,所以选择何种转换方式取决于何种应用。