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LED灯厂家-LED灯泡的调光技术

来源:方田科技点击: 发布时间:2019-07-28 10:44

  日子中最常见的灯就是LED灯,可是很少有人知道LED灯需求LED驱动器,led亮度高、功耗小、小型化、寿命长等长处推动了该技能的迅速发展,但LED照明技能仍存在成本高、散热器过大、发光率低以及调光等应战。在规划过程中,工程师进行LED惯例调节时往往会遇到启动速度慢、闪耀、光照不均匀等情况,因而怎么处理LED闪耀问题成为工程师当务之急。下面小编带领大家来了解LED驱动器的相关常识。

  假如能够提供高精度恒流操控(能够分析可控硅操控器的可变相位角输出,对流向LED的恒流进行单向调整),输入EMI滤波器电感和电容十分小,那么进行有用的无闪耀调光是否便能成为可能?日前,Power Integrations (PI)公司LinkSwitch-PH系列LED驱动器IC很好地处理这一困扰,该产品的初级侧操控技能还省去了阻隔反激式电源中常用的光耦器和辅助电路(即次级侧操控电路),一起操控器中的PFC部分还省去了大容量电解电容,这对LED无闪耀调光的确带来了一大福音。

  如今,LED照明已成为一项主流技能。LED手电筒、交通信号灯和车灯比比皆是,各个国家正在推动用LED灯替换以主电源供电的住所、商业和工业使用中的白炽灯和荧光灯。换用高能效LED照明后,完成的动力节约量将会十分惊人。仅在我国,据政府当 局估计,假如三分之一的照明商场转向LED产品,他们每年将会节约1亿度的用电量,并可减少2900万吨的二氧化碳排放量。然而,仍有一个妨碍有待战胜,那就是调光问题。

  白炽灯运用简略、低成本的前沿可控硅调光器就能够很容易地完成调光。因而,这种调光器随处可见。固态照明替换灯要想真实获得成功的话,就有必要能够运用现有的操控器和线路完成调光。

  白炽灯泡就十分合适进行调光。具有讽刺意味的是,正是它们的低效率和随之发生的高输入电流,才是调光器作业良好的主要因素。白炽灯泡中灯丝的热惯性还有助于掩盖调光器所发生的任何不稳定或振动。在测验对LED灯进行调光的过程中遇到了很多问题,常常会导致闪耀和其他意想不到的情况。要想弄清原因,首要有必要了解可控硅调光器的作业原理、LED灯技能以及它们之间的相互关系。

  1所示为典型的前沿可控硅调光器,以及它所发生的电压和电流波形。

  1. 前沿可控硅调光器

  电位计R2调整可控硅(TRIAC)的相位角,当VC2超过DIAC的击穿电压时,可控硅会在每个AC电压前沿导通。当可控硅电流降到其保持电流(IH)以下时,可控硅关断,且有必要等到C2在下个半周期从头充电后才能再次导通。灯泡灯丝中的电压和电流与调光信号的相位角密切相关,相位角的变化规模介于0度(挨近0度)到180度之间。

  用于替换规范白炽灯的LED灯一般包含一个LED阵列,保证提供均匀的光照。这些LED以串联方式衔接在一起。每个LED的亮度由其电流决定,LED的正向电压降约为3.4 V,一般介于2.8 V到4.2 V之间。LED灯串应当由恒流电源提供驱动,有必要对电流进行严格操控,以保证相邻LED灯之间具有高匹配度。

  LED灯要想完成可调光,其电源有必要能够分析可控硅操控器的可变相位角输出,以便对流向LED的恒流进行单向调整。在保持调光器正常作业的一起做到这一点十分困难,往往会导致功能欠安。问题能够表现为启动速度慢,闪耀、光照不均匀,或在调整光亮度时呈现闪耀。此外,还存在元件间不共同以及LED灯发出不需求的音频噪声等问题。这些负面情况一般是由误触发或过早关断可控硅以及LED电流操控不妥等因素一起造成的。误触发的底子原因是在可控硅导通时呈现了电流振动。图2以图表形式对该影响进行了说明。

  2. 发生在LED灯电源输入级的可控硅电流与电压振动

  可控硅导通时,AC市电电压简直一起施加到LED灯电源的LC输入滤波器。施加到电感的电压阶跃会导致振动。假如调光器电流在振动期间低于可控硅电流,可控硅将停止导电。可控硅触发电路充电,然后从头导通调光器。这种不规则的屡次可控硅重启动,可使LED灯发生不需求的音频噪声和闪耀。规划更为简略的EMI滤波器有助于下降此类不必要的振动。要想完成成功调光,输入EMI滤波器电感和电容还有必要尽可能地小。

  振动的最差条件表现为90度相位角(这时,输入电压到达正弦波峰值,忽然施加到LED灯的输入端),并且为高输入电压(这时,调光器的正向电流到达最低水平)。当需求深度调光(比如相位角挨近180度)且为低输入电压时,则会发生过早关断。要可靠地调低光度,可控硅有必要单调导通,并停留在AC电压简直降至零伏的点上。对于可控硅来说,保持导通所需的保持电流一般介于8 mA到40 mA之间。白炽灯比较容易保持这种电流巨细,但对于功耗仅为等效白炽灯10%的LED灯来说,该电流可下降到可控硅保持电流以下,导致可控硅过早关断。这样就会造成闪耀和/或约束可调光规模。

  在规划LED照明电源时还有许多其他问题构成应战。动力之星固态照明规范要求商业和工业使用的最小功率因数有必要到达0.9,照明产品有必要满意效率、输出电流容差和EMI的严格要求,并且电源还有必要在LED负载发生短路或开路的情况下作出安全呼应。

  Power Integrations (PI)最近所取得的技能进展为怎么处理LED驱动和可控硅的兼容性问题提供了参考典范。图3是PI开发的可控硅调光的14 W LED驱动器的电路图。

  3. 阻隔式可控硅调光的高功率因数通用输入14 W LED驱动器的电路图

  本规划采用了LinkSwitch-PH系列器材LNK406EG (U1)。LinkSwitch-PH系列LED驱动器IC一起集成了一个725 V功率MOSFET和一个接连导通模式初级侧PWM操控器。操控器可完成单级自动功率因数校对(PFC)和恒流输出。LinkSwitch-PH系列器材所采用的初级侧操控技能可提供高精度恒流操控(功能远优于传统的初级侧操控技能),省去了阻隔反激式电源中常用的光耦器和辅助电路(即次级侧操控电路),一起操控器中的PFC部分还省去了大容量电解电容。

  LinkSwitch-PH系列器材可设置为调光或非调光模式。对于可控硅相位调光使用,可在参考(REFERENCE)引脚上运用编程电阻(R4)和在电压监测(VOLTAGE MONITOR)引脚上运用4 MΩ (R2+R3)电阻,使输入电压和输出电流之间保持线性关系,然后扩展调光规模。

  接连导通模式具有两大优势:下降导通损耗(然后进步效率)和下降EMI特征。EMI特征下降后,运用较小的输入EMI滤波器即可满意EMI规范。可省去一个X电容,并省去共模扼流圈或减小其尺度。LinkSwitch-PH器材中内置的高压功率MOSFET开关频率抖动功用还可进一步下降滤波要求。输入EMI滤波器尺度减小意味着驱动电路的电阻性阻抗随之减小,其重要好处就是能大幅下降输入电流振动。由于LinkSwitch-PH由其内部参考电源供电,因而可进一步增强稳定性。对于可调光使用,添加自动衰减电路和泄放电路可保证LED灯在极宽的调光规模内稳定作业,且无任何闪耀。

  恒流操控允许有±25%的电压摆幅,这样就无需根据正向电压降对LED进行编码,并且±5%的差异仍可保证共同的LED亮度。

  这个14 W LED规划完成了与规范前沿可控硅AC调光器兼容、极宽调光规模(1000:1,500 mA:0.5 mA)、高效率(> 85%)和高功率因数(> 0.9)的方针。它说明与LED灯可控硅调光相关的问题是能够战胜的,甚至能够简化驱动器规划,使可调光LED灯更具成本效益,且到达共同和可靠的功能。以上就是LED驱动的相关技能常识,假如要从事相关行业,需求规划人员有雄厚的常识储备,还需求堆集很多的项目开发经验。



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