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  • 《電子技術應用》
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    深度解析LED大功率驅動電源及其應用產品
    摘要: 大功率發光二極管是低電壓單向導電器件,正常工作時的正向壓降3-4伏.要用于一般照明必須解決電源變換的問題。用原始電源給發光二極管供電有4種情況。
    Abstract:
    Key words :

            大功率發光二極管用于一般照明是本世紀的新課題,其節能、安全、長壽命的綜合優勢將引發下一輪照明產業的革命.但是,大功率發光二極管是低電壓單向導電器件,正常工作時的正向壓降3-4伏.要用于一般照明必須解決電源變換的問題.

            用原始電源給發光二極管供電有4種情況:低電壓驅動發光二極管、過渡電壓驅動發光二極管、高電壓驅動發光二極管、市電驅動發光二極管.不同的情況在電源變換器的技術實現上有不同的方案.下面我們簡要的介紹一下這幾種情況下的電源驅動方法及其應用產品.

              一、低電壓驅動發光二極管

            低電壓驅動就是指用低于發光二極管正向導通壓降的電壓驅動發光二極管,如一節普通干電池或者一節鎳鉻/鎳氫電池,其供電電壓在0.8-1.65V之間.

            低電壓驅動發光二極管需要把電壓升高到足以使發光二極管導通的電壓值.對于發光二極管這樣的低功耗照明器件這是一種常見的使用情況,如發光二極管手電筒,發光二極管應急燈、節能臺燈等。

            低電壓驅動發光二極管主要是解決升壓的問題,由于受電池容量的限制,一般功率不大,但要求有最低的成本和比較高的變換效率,考慮有可能配合一節5號電池工作,還要求有最小的體積.其最佳技術方案是泵式升壓變換器。

             LED-1W1P是一種采用泵式升壓方案的脈沖輸出LED驅動模塊,具有最簡潔的電路結構,最低的生產成本,最小的體積,最高的變換效率,外加一個10K的電位器就可以方便的0—100%連續脈寬調光.正常工作電壓0.8-1.8V,起動電壓0.6伏,完全熄滅電壓低于0.35伏.最大輸出功率1瓦.可以用來驅動一個350mA的1瓦大功率發光管或者并聯驅動18個20mA的小功率發光管.本模塊非精密控制器件,電池電壓降低輸出功率會減小.

             模塊有5個引出腳,電源正極,電源負極,輸出腳,還有兩個調光控制腳,發光二極管正極接輸出腳,負極接電源負極,控制極之間接一個10K電位器用于調光.如果不需要調光,把兩個控制腳直接相連即可.模塊為圓形結構.體積為:Φ14.5×13mm.

            本類型模塊不得空載通電,否則可能損壞.

            LED-3W6D是一種泵式升壓直流輸出的LED驅動模塊,輸入電壓6V,最大輸出電壓12V,輸出功率4瓦,輸出電流350mA,可以驅動1至3個1瓦的大功率發光二極管.模塊有5個引腳,電源正,電源負,輸出正,輸出負,控制腳.模塊體積30×18×16mm.

             該模塊功能較強,輸出帶限流限壓功能,輸入有低電壓截止功能,以保護蓄電池不會過放電.控制端可以接受外部的光控、遙控信號實現受控開關機.

            大功率發光二極管用于一般照明是本世紀的新課題,其節能、安全、長壽命的綜合優勢將引發下一輪照明產業的革命.但是,大功率發光二極管是低電壓單向導電器件,正常工作時的正向壓降3-4伏.要用于一般照明必須解決電源變換的問題.

            用原始電源給發光二極管供電有4種情況:低電壓驅動發光二極管、過渡電壓驅動發光二極管、高電壓驅動發光二極管、市電驅動發光二極管.不同的情況在電源變換器的技術實現上有不同的方案.下面我們簡要的介紹一下這幾種情況下的電源驅動方法及其應用產品.

              一、低電壓驅動發光二極管

            低電壓驅動就是指用低于發光二極管正向導通壓降的電壓驅動發光二極管,如一節普通干電池或者一節鎳鉻/鎳氫電池,其供電電壓在0.8-1.65V之間.

            低電壓驅動發光二極管需要把電壓升高到足以使發光二極管導通的電壓值.對于發光二極管這樣的低功耗照明器件這是一種常見的使用情況,如發光二極管手電筒,發光二極管應急燈、節能臺燈等。

            低電壓驅動發光二極管主要是解決升壓的問題,由于受電池容量的限制,一般功率不大,但要求有最低的成本和比較高的變換效率,考慮有可能配合一節5號電池工作,還要求有最小的體積.其最佳技術方案是泵式升壓變換器。

             LED-1W1P是一種采用泵式升壓方案的脈沖輸出LED驅動模塊,具有最簡潔的電路結構,最低的生產成本,最小的體積,最高的變換效率,外加一個10K的電位器就可以方便的0—100%連續脈寬調光.正常工作電壓0.8-1.8V,起動電壓0.6伏,完全熄滅電壓低于0.35伏.最大輸出功率1瓦.可以用來驅動一個350mA的1瓦大功率發光管或者并聯驅動18個20mA的小功率發光管.本模塊非精密控制器件,電池電壓降低輸出功率會減小.

             模塊有5個引出腳,電源正極,電源負極,輸出腳,還有兩個調光控制腳,發光二極管正極接輸出腳,負極接電源負極,控制極之間接一個10K電位器用于調光.如果不需要調光,把兩個控制腳直接相連即可.模塊為圓形結構.體積為:Φ14.5×13mm.

            本類型模塊不得空載通電,否則可能損壞.

            LED-3W6D是一種泵式升壓直流輸出的LED驅動模塊,輸入電壓6V,最大輸出電壓12V,輸出功率4瓦,輸出電流350mA,可以驅動1至3個1瓦的大功率發光二極管.模塊有5個引腳,電源正,電源負,輸出正,輸出負,控制腳.模塊體積30×18×16mm.

             該模塊功能較強,輸出帶限流限壓功能,輸入有低電壓截止功能,以保護蓄電池不會過放電.控制端可以接受外部的光控、遙控信號實現受控開關機.

             二、過渡電壓驅動發光二極管

            過渡電壓驅動是指給發光二極管供電的電源電壓值在發光二極管管壓降附近變動,這個電壓有時可能略高于發光二極管管壓降,有時可能略低于發光二極管管壓降.如一節鋰電池或者兩節串聯的鉛酸電池,滿電時電壓在4伏以上,電快用完時電壓在3伏以下.典型應用如發光二極管礦燈,發光二極管應急燈.

             過渡電壓驅動發光二極管的電源變換電路既要解決升壓問題,還要解決降壓問題,為了配合一節鋰電池工作,也需要有盡可能小的體積和盡量低的成本.一般情況下功率也不大,其最高性價比的電路結構是反極性泵式變換器.

            LED-1W3P是一種脈沖輸出型泵式反極型變換模塊.電路結構簡潔,生產成本低,體積小,輸出效率低于上述升壓型變換器,外加一個10 K的電位器可以方便的0—100%連續脈寬調光.正常工作電壓2.5-4.6V,最大輸出功率1瓦.起動電壓0.7伏,完全熄滅電壓低于0.35伏.可以用來驅動一個350mA的1瓦大功率發光管或者并聯驅動18個20mA的小功率發光管.電源電壓降低輸出功率減小.

             模塊有5個引出腳,電源正極,電源負極,輸出,兩個調光控制腳,發光二極管正極接輸出腳,負極接電源正極,控制腳之間接10 K電位器調光.如果不需要調光,把兩個控制腳直接相連即可.模塊為圓形結構.體積為:Φ14.5×13mm.

             如果外加一個電解電容,電容正極接輸出端,負極接電源正極,發光二極管正極接輸出端,負極接電源負極,兩個控制腳需直接相連,即成為一個直流升壓電路,模塊的最大輸出功率將增加到3瓦,能驅動一個3瓦的大功率發光管或者并聯驅動三個1瓦的大功率發光管,但不能調光.

            本類型模塊也不得空載通電,否則可能損壞.

             三、高電壓驅動發光二極管

            高電壓驅動是指給發光二極管供電的電源電壓值始終高于發光二極管管壓降.如6伏、12伏、24伏蓄電池.典型應用如太陽能草坪燈,太陽能庭院燈,機動車的燈光系統等.

            高電壓驅動發光二極管要解決降壓問題,由于高電壓驅動一般是由普通蓄電池供電,不一定要求體積很小,可能會用到比較大的功率,也應該有盡量低的成本.變換器的最佳電路結構是串聯開關降壓電路.

            LED-3W12是一種串聯開關降壓直流穩壓輸出LED驅動模塊,配合12伏蓄電池工作,電路比較簡潔,,生產成本低,變換效率高,正常工作電壓10-15V,最大輸出功率3瓦,可以用來驅動一個750mA的3瓦大功率發光管或者并聯驅動3個1瓦大功率發光管.

            模塊有3個引出腳,電源正極,電源負極,輸出,發光二極管正極接電源正極,負極接輸出端.體積為:26×18×16mm.

             四、市電驅動發光二極管

            這是一種對發光二極管照明應用最有影響的供電方式,是半導體照明普及應用必須要解決好的問題.

             用市電驅動發光二極管要解決降壓和整流問題,還要有比較高的變換效率,有較小的體積和較低的成本,還應該解決安全隔離問題,考慮對電網的影響,還要解決好電磁干擾和功率因素問題.對中小功率的發光二極管燈,其最佳電路結構是隔離式單端反激變換器.對于大功率的應用,應該使用橋式變換電路.下面介紹3種用于市電的小功率LED燈驅動模塊.

             1、LED-H2W4V系列電源變換模塊。

             該模塊是專門為了解決LED燈的市電驅動問題設計的產品,模塊使用單端反激式變換電路,寬程輸入,可以在世界各地的交流市電電網上使用.輸入電壓220伏時最大輸出功率2瓦,輸入電壓降低,最大輸出功率也按比例降低,輸入電壓為110伏時最大輸出功率只有1瓦.輸入端和輸出端全隔離,觸摸輸出端不會有觸電危險.模塊封灌制做,能夠在大濕度,高粉塵,強震動等惡劣環境下使用.模塊內部有電磁輻射抑制電路,高頻干擾小.內部有短路保護功能,輸出端短路模塊不會損壞.

            為了使電路結構簡潔,體積小,成本低,模塊沒有使用精度高的隔離反饋式穩壓控制電路,而是使用的間接檢測式穩壓控制電路,因此,負載加重時輸出電壓會下降,但輸入電壓的大幅度變化對輸出電壓沒有影響.

            技術指標:
    交流輸入電壓     AC 90-253V
    空載輸出電壓     DC   空載 4.8V;空載 3.3V
    輸出功率         2W(220V);1W(110V)
    短路電流         〈1A
    變換效率         70%
    功率因子         90%
    使用環境溫度     –20-50
    使用環境濕度     〉95%
    外形尺寸         E27燈頭封裝
    使用方法: 模塊有2輸出引腳接負載.可以驅動一個1瓦的發光管或者驅動18個小功率發光管.

             2、LED-H4W系列電源變換模塊。

            該模塊使用單端反激式變換電路,寬程輸入,可以在世界各地的交流市電電網上使用.輸入電壓220伏時最大輸出功率4瓦,輸入電壓降低,最大輸出功率也按比例降低,輸入電壓為110伏時最大輸出功率只有2瓦.輸入端和輸出端全隔離,觸摸輸出端不會有觸電危險.模塊封灌制做,能夠在大濕度,高粉塵,強震動等惡劣環境下使用.模塊內部有電磁輻射抑制電路,高頻干擾小.內部有短路保護功能,輸出端短路模塊不會損壞。

            為了使電路結構簡潔,體積小,成本低,模塊沒有使用精度高的隔離反饋式穩壓控制電路,而是使用的間接檢測式穩壓控制電路,因此,負載加重時輸出電壓會下降,但輸入電壓的大幅度變化對輸出電壓沒有影響.

           技術指標:
    交流輸入電壓     AC 90-253V
    空載輸出電壓     DC   空載 4.8V;空載 3.3V
    輸出功率         4W(220V);2W(110V)
    短路電流         〈1A
    變換效率         70%
    功率因子         90%
    使用環境溫度     –20-50
    使用環境濕度     〉95%
    外形尺寸         19.5×22.5×32mm 
     使用方法: 模塊有4個引腳,兩個輸入引腳,接交流市電,輸出引腳接負載.可以驅動一個3瓦的發光管或者最多并聯驅動3個1W的發光管,使用時要根據情況在每個發光管上串聯一個0.47—3奧姆的電阻限流,如果用于驅動普通20mA的小功率發光二極管,最多可以并聯驅動50個.

            本模塊還可以應用戶要求制作成高電壓輸出型,以串聯驅動多個發光管。

            3、LED-H12W12V系列電源變換模塊。

            該模塊使用單端反激式變換電路,寬程輸入,可以在世界各地的交流市電電網上使用.輸入電壓220伏時最大輸出功率12瓦,輸入電壓降低,最大輸出功率也按比例降低,輸入電壓為110伏時最大輸出功率只有6瓦.輸入端和輸出端全隔離,觸摸輸出端不會有觸電危險.模塊封灌制做,能夠在大濕度,高粉塵,強震動等惡劣環境下使用.模塊內部有電磁輻射抑制電路,高頻干擾小.內部有短路保護功能,輸出端短路模塊不會損壞.

         模塊式精密穩壓器件,輸入電壓的變化和輸出負載的變化都能保持穩定的輸出電壓。
         技術指標:
    交流輸入電壓     AC 90--253V
    空載輸出電壓     DC   12V
    輸出功率         12W(220V);6W(110V)
    短路電流         〈2A
    變換效率         75%
    功率因子         90%
    使用環境溫度     –20--50
    使用環境濕度     〉95%
    外形尺寸         50x38x25mm
    使用方法:模塊有4個引腳,兩個輸入引腳,接交流市電,輸出引腳接負載. 
    本模塊還可以應用戶要求制作成高電壓輸出型,以串聯驅動多個發光管.
     

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