LED 照明灯具在设计时,就必须考虑选用合适的LED 驱动电源,LED 驱动电源的质量直接决议了LED 灯具的质量,同时要考虑LED的衔接方法。目前LED的衔接方法有串联、并联、混联、交叉阵列。LED灯板设计是要根据产品的设计实际情况,进行合理的匹配设计(采用合理的方法将LED 衔接在一起),才能保证 LED灯板的正常作业。白光LED灯珠的正向电压范围一般为3.0~3.6 V,功率为1W、3W,作业电流为350mA、700mA(实际作业电流为300mA、600mA)。但是对LED日光灯、LED筒灯等照明灯具是用多个中小功率 LED灯珠 通过串并联方法组合在一起的,其中每一颗LED作业电流为45~120 mA。通常需要数量较多的LED灯珠匹配,才能产生均匀的亮度。目前也有COB面光源,串数为12串,电流大小不一,从3W到60W不等。
注:
①LED的排列方法及 LED光源的规范决议着基本的驱动器要求。LED 驱动电源的主要功能就是在一定的作业条件范围下限制流过 LED的电流,而不管输入及输出电压怎么变化。
②LED灯珠的VF值与发光颜色有关,同时与LED的作业温度有关,温度不同LED的VF值也不同,其环境温度越高,VF值越小,VF值与环境温度成反比。
③LED灯珠的VF值与生产厂家不同而不同,同一种封装LED不同厂家,其VF值也不一样。
要设计LED驱动电路(电源),就必须掌握LED灯珠作业原理。LED灯珠的亮度主要与VF、IF有关。VF的微小变化会引起IF较大的变化,从而引起亮度的较大变化。要使LED保持最佳的亮度状态,需要恒流源来驱动。LED驱动电路是一种电源转换电路,但输出的是稳定电流而非稳定电压。不管在任何情况下,都要输出稳定而平均的电流,纹波电流要控制在一定的范围内。
选择LED驱动电源时,要确定LED灯珠作业环境温度状态下的VF值的大小,根据衔接LED数量的串并联系来选择合适的驱动电源输出电压(作业电压)作业范围。用LED最大VF值×串联LED数量得出的总电压=LED作业电压最大值。其作业电压的最大值比电源的输出最高电压小5V以上。用LED最小VF值×串联LED数量得出的总电压=LED作业电压最小值,其作业电压最小值比电源的输出最低电压高5V以上。也就是LED驱动电源作业电压范围=(LED作业总电压(3.2V×串联LED数量)+5V~LED作业总电压(3.2V×串联LED数量)-5V)。LED驱动电源作业总功率的为其选择电源功率90%左右。
注:
①VF是LED灯珠的正向压降、IF是LED灯珠的正向电流。LED驱动电源输出最高电压=电源功率÷输出电流,最低输出电压=输出最高电压×60%。
②LED灯具整灯光效=(LED光源光效×透光率×热损失×驱动电源转换功率)。
③选择LED 驱动电源时,要选择功率高的驱动电源,这样的驱动电源发热小,其作业寿命长,目前10W以下LED 驱动电源,其功率一般在80%以上。10W以上LED 驱动电源,其功率一般在90%以上。
白光LED要得到良好的应用,且能取得较高的使用功率。就必须采用相适应的LED驱动电源来满足LED作业要求。LED驱动电源的要求如下:
①LED驱动电源是为LED供电的特种电源,具有电路结构简单、体积小、转换功率高的特点。
②LED驱动电源的输出电参数(即输出电流、输出电压)与LED灯珠的参数相匹配,满足LED灯具作业的要求,要具有较高的恒流精度控制、合适的限压功能。
注:
LED驱动电源多路输出时,每一路的输出都要可以单独控制。
③LED驱动电源具有线性度较好的调光功能,以满足LED不同应用场合调光的要求。
④LED驱动电源在LED开路、短路、驱动电路故障时,LED驱动电源可以对其电源本身、LED、使用者都有相应的保护,不会产生危险。
⑤LED驱动电源作业时,应满足相关的电磁兼容性(EMC、EMI)要求。