电源技术中的浅谈数字电源技术推动电源技术中的浅谈数字电源技术推动LED照明的解决方案照明的解决方案
LED照明以其发光效率高,使用寿命长,亮度控制简单和环保的优势,迅速受到广大用户的欢迎。LED(Light
Emitting Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导
体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起
来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边
主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片
的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,
LED照明以其发光效率高,使用寿命长,亮度控制简单和环保的优势,迅速受到广大用户的欢迎。LED(Light Emitting
Diode),发光二极管,是一种固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端
附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极,使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分
是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们
之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会
以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色,是由形成P-N结材料决定的。 `
LED的亮度是跟LED的发光角度有必然关系的,LED的角度越小它的亮度越高,没有什么超亮不超亮的,那是骗小孩的,
如果是质量好的LED不管是哪家LED厂家生产的大家的亮度都差不多的,只是生产工艺不一样,使用寿命略有不同,因为大家
用的都是那几家国外的LED芯片。如果是5MM的LED180度角的白光的亮度只有几百MCD,如果是15度角的亮度就要去到一万
多两万MCD的亮度了,亮度相差好几十倍了,如果是用于照明用的,在户外最好是用大功率的LED了,亮度就更高了,单个
功率有1W,3W,5W,还有的是用多个大功率组合成一个大功率的LED,功率去到几百都有。色温和亮度没关系,而亮度和流明值
有关。
要满足用户的愿望,就要求驱动电源转换效率高、输出电流纹波低、无光耦设计,并且在接入任何调光器,无论是支持或
者不支持的型号,都要保证灯具的安全性能。这对LED的驱动电源提出了极大的挑战。越来越多的LED灯具厂商意识到,传统
的驱动方式很难同时兼顾到所有的要求,无法大量推广LED灯。数字电源技术突破了传统方案的局限性,可以对用户的要求进
行整合和优化,为LED 驱动和调光控制提供一个完整的解决方案。本文针对LED灯的具体设计问题来讨论数字技术的优势和
解决问题的方法。
LED驱动技术驱动技术
高效率无光耦转换 LED的驱动电路把能量从交流电网转换为本身发光所需的直流形式。能量在转换的过程中会有损耗。
转换效率越高,损耗越小,对驱动部分散热的要求也越低。绝大多数LED灯采用灌胶和铝散热器来解决散热问题。对用户而
言,高效率的驱动方案可以降低驱动电路的散热成本,减轻LED灯的重量。降低电路温升还有利于提高LED灯的使用寿命。传
统的隔离驱动方案利用光耦传递二次侧的电流信号给一次侧控制器来维持稳定的输出电流。二次侧检测电路增加了驱动电路的
复杂性、成本和损耗。光耦的使用还降低了可靠性。因此,主流的LED灯生产厂家都开始采用无光耦的原边反馈技术。当前,
数字原边反馈技术已经成熟并且得到了广泛应用。
a 无光耦精确电流控制无光耦精确电流控制
图1(a)显示一个原边反馈的反激变换器。一次侧和二次侧的电流波形显示在图1(b)中。平均输出电流Iout=1/2XXXX,
这里Isp是变压器副边绕组的峰值输出电流;Trst是变压器磁恢复时间;Tprd是开关周期。在理想情况下,原边峰值电流
Ipp=XXXX,其中Np和Ns是原边和副边绕组匝数。因此,输出电流Iout=XXXXXX。