LED驱动电源介绍
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LED驱动电源是一种特定电源,以电压或者电流来驱动LED发光,是一次电源通过AC-DC或者DC-DC变换器转换成二次电源的装置。
LED驱动电源输入部分一般包含几个部分:工频市电、低压直流、高压直流、低压高频交流等,而输出则大多数为可随LED正向压降值变化而改变电压的恒定电流源。LED驱动电源一般输入可以是交流电220V/120V等,也可以是直流电直接连接,输出端一般是直流,24V或者36V左右。
LED驱动电源核心元件包括输入滤波器件、开关控制器、电感、MOS开关管、反馈电阻、输出滤波器件等。另外有些驱动电源还有输入过压/欠压保护开路保护、过流保护等。
一、LED驱动电源分类
1、按驱动方式
1)恒流式:恒流式电路特点是输出电流恒定,输出电压随着负载电阻大小变化而变化,恒流式电源驱动LED是较为理想的方案并且不怕负载短路,LED亮度一致性较好。缺点:成本昂贵、禁止负载完全开路、LED数量不宜过多,因为电源都有最大承受电流以及电压。
2)恒压式:恒压式驱动电路特点是输出电压恒定,输出电流随着负载电阻大小变化而变化,电压不会很高。缺点:禁止负载完全短路、电压波动会影响LED亮度。
2、按电路结构
1)电容降压:采用电容降压方式的LED电源容易容易受电网电压波动的影响,冲击电流过大,电源效率低,但是结构简单
2)变压器降压:这种方式转换效率低下,可靠性不高,变压器笨重
3)电阻降压:这种方式与电容降压方式差不多,只不过电阻需要消耗更大的电能,因此电源效率也是比较低下;
4)RCC降压式:这种方式应用的就多一点,不仅因为它的稳压范围宽,同时它的电源利用效率也能达到70%多,但是它的负载电压纹波较大;
5)PWM控制式:采用PWM这种方式就不得不提一下了,因为就现在而言PWM控制方式设计的LED电源是比较理想的,这种LED驱动电源输出电压或电流都很稳定,电源转换效率也能达到80%,甚至90%以上,值得注意的是,这种电源还可以附加多重保护电路。
3、按输入输出是否隔离
1)隔离式:隔离是为了安全起见,通过变压器将输入输出进行隔离。常见拓扑类型有正激式、反激式、半桥式、全桥式和推挽式等。正激式和反激式拓扑多用于小功率场合,器件少而简单易行,其中反激式的输入电压范围宽,常与PFC结合在一起,其应用更加广泛是反激式隔离驱动。
2)非隔离式:隔离型驱动器一般由电池、蓄电池、稳压电源供电,主要用于便携式电子产品、矿灯、汽车等用电设备。
二、LED驱动电源主要参数
1、输入电压Vin、频率F
壳体表面标注输入电压,正常情况下国内是220V/50HZ,北美是120V/60HZ,欧洲230V/50HZ。需要注意额定电压,不能通错电压,以免损坏电源。
2、功率因数(Power Factor,PF)
功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数,一般来说功率因数要在0.9以上,功率因数低说明无功功率多,降低用电设备的利用率,会增加电路的损耗。
3、输出电压Vout
一般LED驱动电路输出电压是直流电,我们可以使用直流电源直接加上12V、24V、36V可以点亮灯珠。
4、输出电流Iout
如果是恒流源的话,一般是几十到几百毫安,电子负载采用CV模式充当灯头。
5、空载电压Vopen
空载电压一般指的是开路保护电压,对于开关电源来说,一般小于60V比较安全。
6、Ta,Tc
Ta指的是驱动器工作的环境温度,Tc指的是外壳允许的最大温度。
三、LED驱动电源特点和功能
1、高功率因素
功率因素是电网对负载的要求。一般70W以下的用电器,没有硬性指标。虽然功率不大的单个用电器功率因素低一点对电网的影响不大,但是晚上照明量大,同类负载太过于集中,会对电网产生较严重的污染。对于30W~40W的LED驱动电源,或许在以后会对功率因素方面有一定的指标要求;
2、浪涌保护
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就显得很重要。有些安装在户外的LED,比如LED路灯。由于电网负载的启甩和雷击的感应,从电网系统会侵入各种浪涌,有些浪涌会导致LED的损坏。所以LED驱动电源要有抑制浪涌的侵入、保护LED不会被损坏的能力。
3、保护功能
过电压/过电流/过载/过温度故障保护是指电源供应器因输入电源,负载,环境,冷却电路或装置失效等内外条件的变化而威胁到电源的安全,导致电源不能正常工作时,电源的相关电路功能被激活而发生的保护动作。
OVP:过压保护,开关电源电路的一个特性,在输出端出现不正常的高电压时保护开关电源和负载。
欠压保护:当被保护线路的电源电压低于一定数值时,保护器切断该线路;当电源电压恢复到正常范围时,保护器自动接通。
OCP:过流保护,在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁。其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流。
短路保护:在短路时限制开关电源的输出电流到一个安全值以保护开关电源不受损坏。
OTP:过热保护电路,直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效。因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路。
4、防护方面
对于安装在户外或者复杂的环境的灯具,电源结构需要有防水、防潮耐高温等要求。
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