翻新时间:2022-10-17
【环保论文】_LED论文,新能源论文,低碳论文
1、引言 “低碳”生活是目前倡导的一种观念,对于照明来说,LED的应用就是具体体现。LED具有环保、节能、效率高、寿命长、安全可靠的优势,为此,必须了解LED的使用条件、工作原理、驱动方法和典型应用。
2、LED工作原理 要设计驱动电路,首先要掌握其工作原理。LED的亮度主要与VF、IF有关。
LED的伏安特性见图1,其中VF是LED的正向压降、IF是正向电流。当正向电压超过阈值(即导通电压,如图约1.7V)时,可近似认为IF与VF成正比。
由图可知,LED的最高IF可达1A,而VF通常为2V~4V。图1:LED的VF与IF 的关系 LED的正向压降变化范围比较大(可达1V以上),而由上图中的VF-IF曲线可知,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。
所以,通常LED的发光特性都用电流的函数来描述,而不是电压的函数。但一般的整流电路的输出电压随着电网电压的波动也会变化,由此可知,采用恒压源驱动不能保证LED亮度的一致性,并且影响LED的特性。
因此,LED驱动通常采用恒流源驱动。
3、LED驱动技术 由LED的工作原理知道,要使LED保持最佳的亮度状态,需要恒流源来驱动。驱动的任务既要保持恒流特性,还要保持较低的功耗。
为了满足以上要求,通常采用的控制电流的方法有:通过调节限流电阻的大小实现控制电流;通过调节限流电阻上的基准电压来调节电流;PWM调制实现电流控制。LED的驱动技术与开关电源中应用的技术十分类似,LED驱动电路是一种电源转换电路,但输出的是恒定电流而非恒定电压。
无论在任何情况下,都要输出恒定而平均的电流,纹波电流要控制在一定的范围内。⑴ 限流法 如图2所示,这是传统的电路。
电网电压通过降压、整流、滤波后,通过电阻限流使LED稳定工作。这种电路的致命缺点是:电阻R上的功耗直接影响了系统的效率,再加上变压器损耗,系统效率约50%。
当电源电压在±10%的范围内变动时,流过LED的电流变化将≥25%,LED上的功率变化超过30%。电阻限流的优点是设计简单、成本低、无电磁干扰;但是电流会随着VF的变化而改变亮度,效率很低,散热难。
图2:限流法 二极管改为空心通直线,电容为平行直线,删除‘+’号,符号改为斜体,脚注改为小写正体 ⑵ 稳压法 图3是在图2的基础上加了一个集成稳压元件MC7809,使输出端的电压基本稳定在9V,限流电阻R可用得很小,不会造成LED的电压不稳。但是,此电路效率还是低。
因为MC7809和R1上的压降仍占很大比例,其效率约为40%左右。这就称不上是节能照明产品。
为了达到既能使LED稳定工作,又能保持高的效率,应采用低功耗的限流元件和电路来使系统效率提高。线形稳压法的优点是结构简单、外部元件少、效率中等、成本较低。
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